针对双承载索货运索道的运输要求及结构特点,提出滑轮式连续双索货运索道系统,将常规2根独立承载索结构变为1根连续的承载索结构,通过承载索自调节装置实现承载索间张力及弧垂的自动调节。并设计了滚轮式双索鞍座,提高动态调节能力。该系统在运输过程中保证了承载索间弧垂一致,避免了运行小车的倾覆。建立了双索索道运行小车的转动位移及力矩平衡方程,形成了双承载索索道系统的整体分析方法。根据实际地形提出了4种设计工况并进行了分析计算,得出各工况下索道主要部件的受力状况,提出了工作索、自调节装置、鞍座等主要部件的选型参数,并通过有限元分析进行校核。结果表明,各部件能够满足结构强度要求,所设计索道系统的自平衡调节功能可以有效降低施工时承载索的弧垂调节难度和索间张力差,确保索道施工的安全稳定。

基于临近空间科学实验的需要,主要利用有限元的方法对临近空间载荷服务舱落地的安全性进行仿真分析。首先分析载荷服务舱的结构和力学模型,明确力学分析的边界条件,然后利用ANSYS软件建立有限元模型,最后通过ANSYS显示动力学模块仿真得到载荷服务舱主体结构的变形云图和应力分布云图。最终的仿真结果表明在载荷服务舱以7m/s的速度落地时,通过减震装置的缓冲作用,使得载荷服务舱主体结构落地的安全性得到保障,并且有利于内部设备的正常回收,为临近空间的科学实验奠定了基础。

在实际泡生法蓝宝石晶体生产过程中发现,籽晶杆在引晶时期总是会出现振动,极大地影响了液面的稳定性,容易造成晶体缺陷。文中以LJ-200型号泡生法蓝宝石晶体炉提拉系统为研究对象,利用有限元分析的方法完成了满加载情况下的提拉系统静力分析和引晶时期提拉系统的动态特性分析,得到了系统在极限工况下的静力变形云图、固有频率和前6阶振型。找到了提拉系统中产生振动的原因和系统中的薄弱环节,为防止共振和进一步优化提拉系统提供了理论依据。

通过有限元计算对高温、高压环境下TBM的整体框架结构强度进行了分析。为提高分析效率,通过合理简化,得到1/3的TBM整体框架结构模型,并以等效质量的形式考虑氚增殖子模块对整个模型的影响。对模型施加300℃高温及8 MPa的氦气压力,分析表明1/3的TBM模块整体框架结构设计基本满足高温、高压(300℃,8 MPa)载荷条件下的强度要求,但加强筋处应力偏大,其结构可进一步优化。

复合层合管是一种有广泛应用背景的工程结构,它是由多种材料层合而成的圆管.本文针对复合层合管的工作特性,运用有限元方法分析了复合层合管的力学特性,包括对于机械及温度载荷作用下应力与强度分析、动态振动特性分析.分析结果表明复合层合管具有高的比强度及比刚度,为复合层合管在工程实际中的应用提供了理论依据.

当结构的不确定参数可用区间限界时,将区间分析和有限元方法相结合,可建立起区间有限元.对区间有限元的静力控制方程的求解,现有解法常不考虑结构刚度矩阵元素间及载荷向量元素间的相关性,因而其解的范围比原问题真解的范围偏离较大.文中从问题基本参量的不确定性出发,根据区间变量的运算特性,采用计算效率较高的迭代解法,提出了改进的区间有限元静力控制方程迭代解法.算例分析表明该方法的有效性.

将结构系统中的不确定性参数用区间数来表示,用有限元法建立静力区间线性方程组.对该方程组的求解提出了一种区间逐步离散的方法.此方法通过令独立的不确定性参数取区间内的离散值,将区间线性方程组的求解转化为相应的确定性问题,再搜索各方程解中的最大最小值得到每个区间分量的边界.先用数学算例对该算法的正确性和有效性进行了验证,然后应用于静力区间分析的工程算例,并与其它算法进行了比较.计算结果表明该算法的计算效率和准确性较高.

采用数值分析方法对冲击压痕法测量残余应力的弹塑性变形过程进行了理论分析.在一定的试验条件下测得点的轴向应变增量与其所受轴向应力间存在线性关系,证明该方法用于残余应力的测量是可行的,并且对试验参效进行优化.

应用有限元方法对背部支撑的主反射镜进行静力学分析．分别对三点支撑和九点支撑进行计算，得到主镜反射面的变形值．以齐次坐标变换法和最小二乘法为理论依据求解反射面变形的PV／RMS值．利用有限元分析软件提供的二次开发功能，编写计算程序，在软件内部调用该程序直接获得PV／RMS值，利用该值作为优化分析的目标函数，寻求背部支撑的最佳支撑点位置．

针对MEMS陀螺中常见的折叠梁结构,建立了折叠梁的理论模型,并在SABER平台上建立了其系统级模型.进而将两根折叠梁相连的模型用于MEMS陀螺的设计与仿真,对其进行频域和时域分析.利用基于ANSYS的有限元仿真结果对模型进行了有效性验证,分析了折叠梁的尺寸参数变化对陀螺谐振频率的影响.仿真结果表明,折叠梁的系统级模型与ANSYS仿真结果的误差小于5%,仿真时间仅200 s,可以在确保仿真精度的前提下,满足MEMS器件快速设计的要求.