针对行动不便的老年人和下肢残障人士的护理需求,设计了一款集多种功能于一体的电动轮椅。通过对电动轮椅功能需求分析,设计了相应的实现机构,利用SolidWorks软件建立了电动轮椅的三维模型;基于Adams仿真软件对电动轮椅的升降机构、脚踏机构进行了运动学仿真,获取关键节点的位移、速度、加速度曲线,结果表明升降机构、脚踏姿态调节机构运动平稳,验证了结构设计的合理性;利用ANSYS workbench软件对升降机构在两种极限工况下以及脚踏机构在使用者上下轮椅工况下进行静力学分析,结果表明升降机构和脚踏机构满足刚度和强度要求。

为降低码垛机器人小臂质量,提高其动态性能,降低能耗。基于有限元静力学分析、模态分析,以质量最小为优化目标,以结构参数为设计变量,以第一阶固有频率不降低、最大合位移和最大等效应力允许值为约束条件,利用实验设计和响应面法建立目标函数和约束函数的代理模型;通过优化求解,得到小臂的优化模型。通过对比分析,在保证固有频率、结构刚度和强度在允许范围内的情况下,小臂的质量减轻了41.89%。文中提出的优化设计方法具有明显效果。

以重载AGV使用需求和设计参数为基准,设计并建立了差速自动导引车轮组的三维模型。将轮组模型简化后对其进行模态分析,考察其是否会因电动机等激励产生共振。而后对各个行驶工况的受力情况和应力应变进行了分析,计算轮组受力与变形。考察AGV是否符合设计要求。计算结果表明AGV轮组的6阶都明显高于常见激励范围,符合使用条件。在多种工况下的轮组受力和变形表现良好,符合设计和使用要求。

基于CAD和CAE技术设计出一种高效率、高精度的新型打磨机器人。通过SolidWorks软件建立了打磨机器人的三维模型,然后对其进行数值模拟。根据静力学研究求得最大应力和最大变形;根据模态分析求得前6阶固有频率和振型。结果表明,该打磨机器人满足刚度和强度要求。

针对风力灭火机不易通过人力旋转叶轮实现起动的问题,对风力灭火机的电起动机构进行了研究,对其关键部件的强度进行了分析。在Pro/E中建立了风力灭火机起动机构三维实体模型,并用ANSYS软件的Workbench仿真平台进行了有限元法静力学分析;根据材料力学第四强度理论,对关键部件进行了强度校核;最后对新设计的风力灭火机电起动系统进行了试验,提出了一种针对选配汽油机设计相适应的电起动方案。研究结果表明:该电起动机构强度基本符合工作要求,可稳定起动所针对的较高功率风力灭火机。

为克服传统标准化设计方法造成的唇侧自锁托槽不匹配和对牙齿三维控制力不可调问题,进行个性化唇侧自锁托槽的新型设计与快速成型。结合逆向工程技术与Pro/E三维软件建模技术,完成与患者牙齿唇侧面高度匹配的个性化托槽基座模型和控制力可调式装置的设计。用Ansys Workbench有限元分析软件对所建立的托槽装配体模型进行有限元结构静力学分析,验证结构的静力学强度。将满足设计要求的自锁托槽模型导入到快速成型设备中进行3D打印,实现自锁托槽模型的快速成型。结果表明该新型托槽可满足结构的力学性能要求,而且设计的托槽基座的底板与牙齿唇侧表面形状的相似度高,粘结致密性好。逆向工程、正向工程、有限元分析与快速成型的结合技术,可为自锁托槽的设计与无模制造提供一种新方法。

尾座是重型数控机床的重要部件,起到夹紧、定位工件的作用,对机床的加工精度及稳定性影响很大。利用UG软件建立尾座箱体的三维模型,导入ANSYS Workbench软件中,对模型进行有限元分析,得到其静态与动态特性,然后根据有限元分析结果对其进行拓扑优化。文中优化方法是在尾座箱体满足机床使用要求的基础上,尽量节省材料,减少运动惯性,提高加工精度。

利用ANSYS软件对泵体进行有限元静力学分析,得出泵体应力最危险区域,面对应力值过大的现象,有针对性地提出改进措施。选用合适的数学模型进行泵体的结构优化,经过结构优化后泵体质量减少30 kg,外径减少了20 mm,有限元分析结果应力值为6.8%,并且其应力值在许用范围之内,验证了泵体结构优化理论的有效性和有限元分析的科学性,这为250 mL/r新型径向柱塞泵的设计及优化提供了科学的依据。

高压超大排量动力元件在大型液压设备中应用广泛,其首选泵型是盘配流式径向柱塞泵,该文以一种全新的盘配流式径向柱塞泵为研究对象,对该泵型的工作原理和结构进行了详细的论述,并对该泵的关键摩擦副进行了三维Solidworks建模,对盘配流式径向柱塞泵的缸体(转子)和配流盘这对关键摩擦副在两种主要旋转工况下采用了Ansys进行了静力学分析,找到了该泵型在工况温度为40℃时缸体(转子)和配流盘等效应力和变形量最大的区域,为该泵型的理论设计和样机的试制提供理论依据。

为了解决馈能悬架传统机构效率低下、结构复杂等问题，提出一种新型的少自由度并联机构馈能悬架。该悬架系统可以将车身的垂向运动通过执行平台传递到动基座，然后转化为可以带动馈能电动机回收能量的旋转运动。首先，建立二自由度1/4汽车馈能悬架模型，对并联机构进行位置分析，利用坐标变换法，得到其位置逆解。然后，通过拆杆法对并联机构的各个杆件进行静力学分析，得到其静力学平衡方程组;通过求解该方程，得出了该机构各个杆件的全部约束力和力矩。运用SolidWorks软件进行建模，并导入有限元软件平台中进行结构静力学仿真分析。仿真结果表明，该并联机构符合设计要求，验证了所建模型的有效性，为该机构运用到悬架系统中提供了参考。