应用HyperMesh前处理软件建立了某国产汽车中排座椅的有限元模型,按照法规GB11550-2009的加载要求运用Ls-dyna求解器对座椅头枕的静强度进行仿真试验。经过仿真分析可知该座椅结构中头枕杆超过了评判面,有很大的失效风险,不满足法规要求,因此需要对座椅头枕杆骨架进行改进。提出了在头枕杆中间位置处增加一个加强筋和更改头枕杆骨架形状两种方案,通过对改进后座椅头枕杆骨架的应力、应变、最大位移量的分析,在轻量化的前提下选定方案2为最优,其各项指标均满足GB11550-2009国家法规的要求。

针对大型焦炉推焦装置在推焦过程中工作部件推焦杆经常出现振动,可能影响推焦装置工作稳定性、降低焦炭成品率甚至对焦炉造成破坏等问题,采用通过刚柔耦合动力学模型分析来确定振动激励源的方法,以推焦装置为研究对象,应用多软件联合仿真建立了推焦装置刚柔耦合模型,通过实验测试振动信号对仿真模型进行了验证,并进而通过动力学仿真得出推程中推焦杆振动主要是由于滑靴与炭化室地面存在摩擦引起的,获得了随着动摩擦系数的减小,推程中推焦杆的振动加速度均方根值变小,振动明显减弱等规律。研究结果可为推焦装置后续减振及优化设计提供重要参考。

为优化支架植入后血管内血流动力学参数分布,改善支架内近壁区的血流特性,降低支架内再狭窄发生率,依据仿生学原理,将血管支架内表面的仿生减阻形貌抽象为三角形和矩形,采用ICEM CFD软件和FLUENT软件建模并仿真分析,在入口血流速度一定时,表面织构参数对血流速度、压强和壁面剪切应力等血流动力学特性的影响。结果表明支架内表面织构化后,血管内的血流特性有了很大改善,不同的织构结构及其尺寸对血流动力学参数分布的影响不同,当尺寸处于(0.025~0.06)mm范围内时,三角形沟槽结构的综合特性优于矩形沟槽结构。该结果对优化血管支架内表面的仿生沟槽结构及其参数具有一定的指导意义。

着陆系统技术是垂直起降运载器顺利回收的必要保证,为此设计了一种气压驱动的展开锁定机构。依据某运载火箭的技术指标,设计了运载器着陆系统的总体布局形式,对其中的展开锁定机构进行了结构设计,使其能满足展开、锁定、承载的任务要求。根据展开锁定机构工作原理和着陆系统展开过程建立了着陆系统的展开动力学模型,分别搭建机械结构模型和气压驱动模型,并通过接口模块进行气动-机械联合仿真,讨论着陆支腿展开特性及其影响因素。

为了研究永磁同步电机电磁力导致电机振动与噪声问题,采用有限元法对电机气隙磁密进行分析,得到电机在空载运行时的气隙磁场和径向电磁力;接着对永磁同步电机定子系统进行模态分析,获得电机定子系统结构固有频率,分析了径向电磁力对电机模态振动影响;同时采用模态试验,并将有限元仿真数据与模态试验数据进行对比,验证了有限元模态分析的可靠性。结果表明该永磁电机定子径向电磁力波频率与定子结构模态频率相差较大,不会因电机径向电磁力产生共振.,相关研究工作为永磁电机设计与优化提供参考。

为了减轻起重机主梁自重,提出了基于多进化行为粒子群算法的主梁轻量化设计方法。建立了主梁轻量化设计模型,使用罚函数将约束优化问题转化为非约束优化问题;以粒子群算法为基础,制定了向群体最优学习、向自身学习、向其他粒子学习等多渠道信息来源方法,提出了四种粒子进化方法,以不同进化方法的即时价值和未来价值为依据,构造了粒子选择不同进化行为的概率,从而提出了多进化行为粒子群算法的优化模型智能求解方法。经测试函数验证,对于低维和高维寻优问题,多进化行为粒子群算法均具有超强的寻优的能力;与企业生产主梁相比,多进化行为粒子群算法优化后主梁面积减少了10.86%,且经有限元分析可知,优化后主梁仍满足约束条件,负荷设计要求。

通过对基本边界条件的多项式运动规律的理论分析,推导出高次多项式运动规律的通用方程,以及各参数的计算公式。针对具有附加约束条件的凸轮机构,提出一种多项式运动规律的分段设计方法,对求解出的多项式运动规律的位移、速度、加速度进行仿真分析,并与目前通用的圆弧拼接的改进型等速运动规律进行对比,证实了该设计方法的可靠性。

针对目前海水淡化装置占用体积大、成本高、拆装不方便等问题,在现有海水淡化装置及其换热板片的基础上设计了一款集蒸发、冷凝、过滤于一体的整体式板片。对其进行了体积、产水量的理论计算,并在CFX平台上进行了海水淡化过程热力学仿真分析。结果表明,整体式板片大大缩减了海水淡化装置的体积与成本,提高了淡水产量,板片上温度与流体流速分布满足要求。与此同时整体式板片解决了原先蒸发板片、冷凝板片分开安装拆卸清洗困难的问题,拆卸安装更加方便。因而,整体式板片海水淡化具有明显的优越性。

纯水射流冲击换热过程是自由水射流对固体壁面的冲击,由于水流直接冲击被冷却的表面,喷射距离短且被冲击的表面上的对流边界层薄,从而使冲击区域产生很强的对流换热效果。首先对纯水射流流场分布进行分析,然后基于Fluent软件对不同参数下的射流冲击区域的对流换热过程建立射流冲击换热模型进行有限元仿真,系统地分析了射流水的射流速度、射流角度和喷嘴直径对纯水射流冲击换热过程的影响。结果表明纯水射流流场一般分为自由射流区、滞止区和壁面射流区;随着射流速度的增大、射流角度的减小和喷嘴直径的增大,对流换热系数的数值增大,对流换热性能增强。

考虑汽车低速碰撞中的,使用复杂比例评价方法(COPRAS)对不同截面构型的汽车保险杠的耐撞性能进行综合评估与研究。首先,分别在对中碰撞和角度碰撞工况下,建立等质量的六种不同防撞梁截面构型的保险杠的有限元模型并进行仿真分析,选取碰撞加速度、碰撞时间、保险杠最大变形量和保险杠系统吸收能量为评价指标,然后,使用COPRAS评价方法对六种不同防撞梁截面构型的保险杠的综合耐撞性能进行评估,最后,得到具有最优综合耐撞性能的保险杠设计并进行耐撞性能分析。由此得出,COPRAS方法可以高效、合理地用于汽车保险杠的安全设计。