轮胎是自行车的重要组成部分和承载部件。本研究基于某品牌单车实心橡胶轮胎,通过橡胶超弹-黏弹本构模型的建立,对实心橡胶轮胎进行瞬态动力学仿真,分析其应力、应变,中心轴垂直位移等特性,得出材料与轮胎应力、应变、中心轴在垂直方向跳动之间的关系。结果表明橡胶材料硬度对应力、应变以及轮胎中心轴垂直方向跳动均有较大影响;利用正交试验得出影响应力、应变和中心轴垂直方向跳动的尺寸主因素皆为轮胎厚度,分别研究轮胎厚度和直径与应力,应变和中心轴垂直方向跳动的关系。结果表明,轮胎厚度相比直径对应变、应力以及轮胎中心轴垂直方向跳动均有较大影响。

不锈钢板材在拉深成形过程中应变硬化严重，影响因素复杂，易出现起皱、破裂、黏模等现象。运用DEFORM-2D的有限元软件，对不同拉深工艺条件下304奥氏体不锈钢圆筒件的拉深成形过程进行了数值模拟，分析了不同工艺条件下的应力应变情况。结果表明：工件凸缘处的摩擦因数越大，拉深成形极限高度hmax越小；提高拉深速度或降低摩擦因数，拉深成形极限高度hmax增大。通过几种不同条件下的模拟分析发现，在模拟实验条件范围内，304奥氏体不锈钢圆形件拉深成形的最佳成形条件为：凸模圆角rp=3mm、凹模圆角rd=3mm、凸缘处的摩擦因数μ=0．08、拉深速度v拉=30mm／s。这与实际生产中的情况相吻合，产生破裂的部位也与实际一致。

立柱作为液压支架最重要的承载部件,其承载性能的优劣对液压支架整机的支撑效果有着巨大的影响,尤其当冲击地压灾害发生时,可能造成液压支架立柱弯曲、断裂和爆缸等事故发生。采用Solid Works联合Design Modeler软件建立ZF10000/25/38型液压支架立柱的流固耦合模型,将液压支架立柱等效视为弹簧,推导出单伸缩立柱等效刚度数学模型;使用ANSYS Workbench仿真软件对立柱流固耦合模型进行双向瞬态流固耦合仿真,采用三角波冲击载荷模拟冲击地压冲击特性,研究液压支架单伸缩立柱的抗冲击特性。结果表明:冲击载荷作用下液压支架立柱活塞杆最大应力为508 MPa,发生在顶端,缸体最大应力为254 MPa,发生在底部。

液压滑阀在工作过程中阀芯卡滞及磨损现象严重,为了改善阀腔流域特性及液压阀的工作性能,构建了液压滑阀的简化模型,基于计算流体力学对双U形节流槽滑阀阀芯及阀腔内流域动态特性进行了分析。研究了节流槽数量、阀口压差对阀腔内流体速度场、阀芯温度场及阀芯应变场动态特性的影响。研究结果表明,随着阀口压差的增加,流体的最大流速以及阀芯的最高温度和最大变形增大;随节流槽数量的增加,阀芯的最大变形增大,流体流速及阀芯最大温度变化微弱。该研究为阀芯优化设计提供了参考。

建立波纹管机械密封的波纹管-动环-流体膜-静环多体模型,对高温、高压、高速工况下的密封界面进行热流固耦合数值计算与分析,得到密封环在温度场、速度场、压力场等多场耦合影响下的应力和应变规律。在此基础上,分析主轴转速和流体压差对密封环端面温升和热应力变形的影响规律。结果表明:动静环的最大变形在端面的内径处,且变形量由内向外递减;动环端面的温升随密封压力和转轴旋转速度的增大近乎呈直线增加;动环的热应力变形程度随主轴转速和流体压差的增加而增加。

目前针对轮式自行火炮的动力学仿真研究一般未考虑悬架系统的柔性影响,而轮式自行火炮由于行驶道路复杂、射击载荷巨大,较之民用汽车悬架横臂更易发生弹性变形和疲劳强度破坏。为了提高模型精确度,探究应力应变规律,基于多体动力学、有限元法、火炮发射动力学等理论建立了某型轮式自行火炮刚柔耦合整车模型。通过分析在不同工况下行驶和射击模型,最终获得悬架系统易发生损伤的位置、易发生损伤的工况以及最大应力应变等结果。研究表明轮式自行火炮动力学模型建立柔性悬架是有必要的,分析结果对自行火炮悬架系统的损伤机理分析、疲劳强度分析等有一定参考价值。

对不同模角挤压过程进行了数值模拟，研究了成形过程中金属的变形流动规律，并利用应力场特征薰进行了变形分区及应力应变分析。结果表明：随着模角的增大，塑性区的范围明显缩小。揭示了不同的变形条件，改变了简内应力应变的分布关系，是影响金属变形流动行为的内因所在。

传动滚筒是带式输送机传动机构中的关键机构, 对其性能研究具有重要的工程应用价值.通过对滚筒在工作状态的力学模型分析,得出其表面受力规律与所需圆周驱动力数值.运用Solid Works软件绘制出筒体的三维模型,再将其导入ANSYS Workbench分析软件中对其进行静力学仿真求解, 获得传动滚筒在受力状态下其等效应力、 应变云图分布的情况,为工程研发人员提供了传动滚筒机构科学的理论优化方法.

超高压天然气压缩机的工作压力可达35 MPa，气缸是其极为重要的组成部件，也是最容易出现疲劳、裂纹、磨损等失效形式的区域，为了分析气缸的热应力情况，建立了高压气缸在脉动气体及惯性力作用下的数学模型，利用经验公式近似计算出气缸的热边界条件，然后通过ANSYS有限元分析得到气缸的温度变化云图和热应力变化云图，最后根据仿真结果提出了结构优化的建议。

基于Pro／E建立大型起竖设备四级液压缸三维实体模型，通过IGES中间格式导入ANSYS的Workbench平台中，建立四级缸有限元模型，对其结构静力学进行分析。运用一种新的分析方法，根据液压缸在不同起竖角度有不同的受力和伸出长度这一工作特点，分析四级缸在整个工作过程中液压缸轴向力、内部压力随伸出长度的变化情况，据此分析其稳定性并找出最容易失效的状态，运用有限元法分析整体和局部应力应变分布，校核该缸的强度是否满足要求，为解决同类问题提供借鉴。