为提高纯水介质下液压缸活塞用鼓形密封的性能,以ZY10000-20-40DB型掩护式液压支架的活塞密封为研究对象,利用Ansys有限元软件建立鼓形密封结构二维轴对称模型,通过正交试验的方法,分析活塞内外行程情况下,不同密封沟槽结构参数和密封圈结构参数的鼓形密封的密封性能以及破损特性,并对鼓形密封结构进行优化。结果表明:相比于密封圈结构参数,密封沟槽结构参数对密封性能的影响较小,沟槽内倒角的尺寸变化对密封性能没有影响;密封圈边长尺寸过大或过小都会引起应力的集中;最大von Mises应力和接触应力都随着密封圈外凸圆弧半径的增大而增大,随着密封圈内凹圆弧半径的增大而减小。优化后的鼓形密封的最大接触应力增大18%~20%,密封性能显著提升。

以煤矿水压三用阀中安全阀为研究对象．借助CFD两相流技术对比分析滑阀式安全阀和针阀式安全阀的气穴特性，研究其压力和气穴分布情况，分析安全阀结构尺寸对改善气蚀破坏的影响，并优化滑阀式安全阀流道的夹角，进一步减小气穴现象的发生。结果表明：相对于针阀式安全阀，滑阀式安全阀受到的气蚀破坏较小，当滑阀式安全阀的流道夹角α=45°时，阀腔的气穴强度最低，气穴面积最小，重要阀口处的最大气相体积分数仅为24．5％。优化后的安全阀能够有效抑制气穴的产生，提高安全阀的安全性能和使用寿命。

为解决煤粉工业锅炉的刮板机工作效率低、运行不平稳、链条易损坏的缺点,分析了刮板机的结构特点,辨识出刮板机的刚度薄弱环节是销钉和刮板,采用理论计算和有限元仿真分析相结合的方法得到销钉和刮板分别能承受2.66×10-4N和2.93×10-4N的载荷。将原刮板机的单链结构修改为双链且在轨道内传动,将原来的两侧刮板修改为中间一整块刮板,优化后销钉和刮板的承载能力分别提高为改造前的3.24倍和2.34倍。改造后的刮板机工作效率更高且更稳定,长时间运行后也没有出现链条损坏的现象,有效保障了煤粉工业锅炉的安全稳定生产。

首先,采用导重准则法对在固定载荷下以位移为约束的拓扑优化问题进行计算,运用一种新的插值模型 推导了在单工况作用下的最小质量拓扑优化迭代算法,并通过一个算例验证了该算法的可行性.然后,将该算法 应用于残损航空器搬移拖车悬臂的拓扑优化设计中,将由此获得的悬臂的拓扑形貌与结构优化软件Optistruct得到的拓扑结果进行对比.结果表明,二者的迭代速度差别不大,且导重准则法的优化效果更好.作为概念设计, 所得的拓扑形貌为以后悬臂结构的优化设计提供了有效参考.

运用ANSYS Workbench对XJPG-150型星形架式盘辊破碎机的星形架进行静强度分析,计算出其变形情况和等效应力的分布情况.根据分析结果,对星形架进行结构优化,提出星形架的具体结构改进方案,在满足应力及刚度的条件下,其重量减小26.11％,优化结果明显,并在实际生产中得到证实和应用.

介绍了信钢公司改造设计炼钢厂140t铁水包车的过程,结合炼钢厂实际需要,本着安全、耐用、维修方便的原则,优化车体结构,改造使用至今,取得了满意的效果。

机体是发动机的主要部件,也是气缸盖和运动件之间力传递的主要环节,其结构保证了零部件安装位置的准确性,同时其受力的复杂性直接影响着发动机的性能参数和工作可靠性。文中借助Pro/E软件建立385型柴油机机体三维模型,利用ANSYS软件对其进行有限元仿真分析,得出其危险截面最大应力值,对机体整体结构优化设计,提高工作可靠性。研究结果对于385型柴油机发动机机体结构设计具有指导作用。

针对液压爬升装置原用链板结构复杂、不易加工、多处应力集中明显、强度不足且质量过大等缺陷，对其进行建模、分析及相应的结构优化。优化后的链板在改进制造工艺性的同时，结构强度获得进一步提高，应力集中值及其范围减小，而且减轻了质量，提高了液压爬升装置的性能。