以高温高压球阀为研究对象,通过对密封必需比压和弹簧预紧力进行理论计算,建立组合密封结构和阀座与球体接触的有限元模型,并对球阀在不同介质压力下的阀座密封面的密封特性和接触疲劳寿命进行了分析。结果表明,随着内部介质压力的增大,球阀球体与阀座上的等效应力和密封比压呈现上升趋势,最大密封比压出现的位置在密封面与球体接触的外圈边缘处。通过接触疲劳寿命分析得到结果显示,密封面与球体接触的外圈边缘处接触疲劳损伤达到最大,接触疲劳寿命最小,与最大密封比压分布位置相同,这也说明在长期工作情况下,该位置属于薄弱区域,在设计、加工和维护过程中应加以关注。

针对空间转位机械臂在太空舱转位对接过程中受到的超大转动惯量,提出了一种全物理的仿真模拟方法。该方法主要是由模拟太空舱的质量块,转位机械臂实物,安装机械臂的基座,使质量块和机械臂连接的中间连接梁,让质量块持续跟随机械臂进行转动的跟随机构以及为整个全物理实验提供微重力环境的气浮机构组成。实验在气浮提供的微重力环境下进行,机械臂在其肩关节和腕关节驱动下进行转动,通过带动中间连接梁从而带动质量块跟随其转动,这就模拟出机械臂在太空转位时所受转动惯量。为了验证全物理方法的有效性对该方法建立了模型,并对模型进行动力学建模,获得各个关节处所受的力,进一步通过这些数据对模型进行受力分析,结果表明全物理实验方法具有可行性同时机械臂也满足设计要求。

利用SolidWorks软件分别建立了刮板连续运输车中圆环链、接链环和溜槽架三维有限元仿真模型,确定了边界条件和所施加载荷大小和方向,并进行相应的网格划分和有限元仿真。通过有限元分析得到了在一定载荷条件下位移、应力和安全系数云图,计算结果表明,所用圆环链、接链环和溜槽架均能满足刚度和强度要求。

针对济南东站道路跨度大、地基厚度小的问题,设计了龙门形充电桩。介绍了龙门充电桩的结构特点并对其各部分的质量进行了核算。基于仿真分析软件ANSYS Workbench,对设计的龙门式充电桩进行静力学分析和模态分析,得到其变形云图、应力云图和前6阶振型图,验证了龙门充电桩设计方案的可靠性和安全性。对样机进行安装调试,实际变形量与仿真分析变形量接近,验证了设计方案的可行性和设计方法的科学性,对龙门形充电桩的设计具有较强的指导意义。通过垫片对龙门充电桩水平部分进行调节,基本消除了水平部分的下垂量,达到了比较理想的效果。

复杂环境下,多旋翼无人机整体结构、姿态控制算法对其稳定飞行性能具有重要影响。文中首先从静力学分析及结构模态分析方面进行无人机整体结构的设计研究;然后利用陀螺仪、加速度计、磁力计传感器结合PID控制、多种滤波算法共同实现无人机飞行姿态的控制;最后搭建无人机试验平台进行复杂环境下多旋翼无人机悬停试验。经试验研究表明,研发的多旋翼无人机整机运行稳定,飞行误差为±2°,基本符合预期试验要求。

为了改善工人的工作环境,减少工人的劳动损伤、提高企业的生产效率,开发了一款三自由度桁架式机械手。介绍了桁架式机械手的立柱、X轴、Z轴、末端执行器等零部件的结构。通过SolidWorks创建桁架机械手的模型,为了保证其工作的安全性及设计的可行性,采用ANSYS Workbench对其进行动静特性分析,了解桁架机械手支撑零部件的强度及振动情况,仿真结果证明该设计符合实际的使用要求。

针对目前煤矿巷道支护效率低下的特点,提出了一种具有分度功能的锚杆钻车,在锚护精度和效率上有所提高。采用相关软件对锚杆钻车伸缩臂拓扑优化,并对优化前后伸缩臂进行静力学分析和模态分析。结果表明锚杆钻车伸缩臂满足强度要求,不会发生共振;拓扑优化后伸缩臂最大等效应力减小了2.45%,质量减小了29.55%,达到了优化目的。

首先利用UG三维建模软件建立氢燃料电池车架原始CAD模型,之后将CAD模型导入Hypermesh中,并对氢燃料电池车身有限元模型进行分析优化。基于静强度分析结果,对整车车身结构进行参数优化的轻量化设计,利用Hyperworks中的Optistruct模块进行拓补优化,将拓补优化得到的结果与优化前相比较,进一步减轻汽车车身质量。分析仿真实验结果表明,在保证整车各方面性能要求的前提下,可以达到整车车身减重4%,并能够增加车辆续驶里程,改善汽车的加速、制动等性能,为以后的车身轻量化提供理论基础。

针对NC5440TGJ电驱固井车在运移中出现异响的问题,对车架开展了4种工况下的静力学分析,得到相应工况下车架的应力、变形云图。根据分析结果可知,固井车在运移过程中应力最大的是满载扭转工况,其最大应力为292.05 MPa,变形为2.7 mm。最后提出在主车架下部增加加强板的措施,该改进措施获得了用户好评。

现今大中城市停车难的问题越来越严重,马路两边无序停放的车辆不仅影响城市的市容,更给城市居民的日常生活带来了很大的麻烦。文中提出了一种新型无避让立体车库,其结构简单、稳定,操作方便,能够实现单位面积上容车数量的翻倍,该车库既可以单个安装,也可以实现联排式安装,且每一个单元都能实现独立操控,同时,通过软件的模拟优化,实现立体车库的轻量化设计,满足实际生产要求。