ANSYS软件应用之机床模态分析

以履带式装甲车悬挂装置为对象，通过PRO／E建立其三维实体模型，在此基础上建立相应的有限元模型，运用ANSYS有限元软件对悬挂装置进行模态分析．通过ANSYS求解，获得了悬挂装置的前十阶固有振动频率和模态振型．在对结果进行分析的基础上，以降低系统质量，寻找合理的固有频率和振型为目标，对悬挂装置的局部结构进行改进设计，悬挂系统不会共振，系统质量减少，系统动态特性提高．

针对一模多腔模具在加热过程中由于散热问题引起的模腔温度不一致问题，应用Pro／E建立有限元热分析模型，基于热分析理论并采用ANSYS对模具的温度场分布进行分析，实现了几何建模和有限元分析的无缝集成，为模腔温度控制提供了参考，达到生产过程中模腔温度一致的目的。

利用有限元分析软件ANSYS，建立了橡胶O形圈及其边界的有限元模型，分析了不同油压和初始压缩率下形状的变化和应力的分布，以及最大接触压力和油压、初始压缩率的关系，描述了O形圈可能出现裂纹的位置，为合理地安装和使用提供了理论依据。

运用Ansysl0．0有限元软件对平面／平面接触进行了三维的有限元分析，并通过与Mindlin理论比较，验证了有限元分析微动疲劳的正确性；分析了刚度系数、材料特性等因素对微动疲劳的影响，为解决工程实际中平面／平面接触的微动疲劳奠定了理论基础。

针对丝杠传动中的冲击振动问题，应用ANSYS软件对新型陶瓷零件快速成型机的进给丝杠的动态特性进行了分析，并针对丝杠的刚度不足进行了改进，通过模态分析得到了丝杠的固有频率和振型。为丝杠进一步进行结构动态分析提供了可靠的参考依据。

应用疲劳损伤累积理论，对轻型汽车变速箱主轴的疲劳强度进行了分析和研究，利用ANSYS软件的通用疲劳分析模块对轴进行了结构疲劳分析。

主要利用ANSYS软件对屏蔽泵密封垫的应力进行分析，计算出压力容器管板的最大应力和应变。详细介绍利用ANSYS软件进行屏蔽泵密封垫的应力分析的基本过程，并与实际情况进行比较，证明分析是正确的，从而为压力容器机构的优化设计提供了充分的理论依据。

应用ANSYS软件对某多种材料构成的圬工硬壳溢流坝，进行了有限元的应力分析，并与用常规材料力学方法计算所得的基底应力进行了比较。该文计算模型的建设和材料取值、边界条件、成果后处理分析等方法，可供同类建筑物的计算应用参考。

介绍了有限元分析软件ANSYS的基本知识和特点，重点阐述了ANSYS软件使用的关键技术，即建模方法和网格划分，讨论了ANSYS在热分析上的应用。

随着机床不断向高精度、高刚度、高速度方向发展，对其动态性能的要求越来越高，其中机床的热性能越来越受到人们的重视，它已成为影响高速机床性能的主要因素之一 利用有限元分析软件ANSYS，在建立整机的CAD以及CAE模型基础上，实现对加工中心机床热特性的分析，以期对优化机床结构提供参考。

提高贴片机床身的低阶频率是提高贴片机结构精度、避免共振、降低振幅的有效措施，为了提高其低阶频率，针对影 向床身动态性能的3个主要因素，运用有限元分析软件ANSYS，对贴片机床身及其改进结构进行了模态分析，得到了贴片机床身结构的优化模型。分析结果表明，通过改变筋板布置方式、改变板厚和单元格开窗尺寸可对床身进行优化，优化后的结构低阶频率有了明显提高。

在工程设计过程中有很多计算采用的系数表都要用到线性插值问题，在一次线性插值中可以Excel中一次输值得到解决，但二次线性插值(指横纵坐标都要进行插值)在Excel中得二次输值才能得到结果，这个过程很麻烦。所以找一个解决插值问题的方法对于设计人员在设计中会有很大的帮助，会节省很多的时间。

介绍了大型通用有限元分析及优化设计软件ANSYS的组成和主要分析功能，提出板式家具的一种强度分析方法，该方法求解迅速，结果直观，可改进板式家具的设计方法并提高设计效率。

基于ANSYS／LS—DYNA建立了滚动轴承的有限元模型，有效处理了考虑摩擦条件的接触问题，实现了滚动轴承显式动力学的运动过程仿真。并以6003深沟球轴承为例，进行了试算和相关参数的仿真与分析，结果表明，与滚动轴承运动的实际情况基本吻合。不同工况下的参数仿真分析是进一步研究故障轴承运动仿真与分析的基础。

对新式五面立卧加工中心的结构进行分析，用proe建立机床立体图；通过专用接口导入ansys软件及workbench模块，进行了静力分析，验证了设计思想的正确性：并对整机进行模态分析，为下一步分析提供依据。

运用通用有限元分析软件(ANSYS)的概率设计功能，以压力容器壁厚、压力载荷及弹性模量为随机输入变量，模拟实际结构设计参数的随机性。选用蒙特卡罗法进行压力容器应力的可靠性分析，获得了该有限元分析模型的应力概率分布特征，得到了压力载荷、壁厚等设计参数对应力分布的敏感程度。

应用ANSYS软件对平板封头压力容器进行应力分析和结构优化设计。结合机械优化设计方法，采用ANSYS软件中提供的一阶优化方法，得到精确方案，在满足应力强度要求下容器重量下降4.7%，优化结果明显。该方法对压力容器在工程中的应用起到一定作用。

以通用有限元程序ANSYS为基础， 重点介绍其在建模、加载计算及后处理方面的分析计算过程．并探讨其在端承桩承载性状分析中的应用．对于土木工程特别是构造物下部结构的分析具有实际意义。

利用ANSYS软件的接触分析功能和参数化设计语言，对两个弹性体间点接触进行有限元分析，通过精确控制网格的局部细化解决了计算的精度与效率之间的矛盾，计算结果较好的吻合了赫兹理论解，为使用ANSYS软件求解此类问题提供依据。

基于有限元分析软件ANSYS，建立了滚针轴承的三维有限元模型，以典型的径向载荷和边界条件为例，对其进行静力学接触分析，得出了轴承承载过程中的应力和变形趋势及接触应力的变化规律，空心轴和轴承外圈在径向方向上的最大等效应力并非出现在接触表面，而是分别出现在距接触表面0．256 Inln和0．268 mm处．

由于环境温度的作用，光学器件在应用环境中的热变形对光学仪器的整体性能产生重要影响，利用有限元分析系统对光学器件进行热变形分析，为器件设计提供科学依据和有效支持。提出基于Ansys的热变形仿真分析方法。该方法包括问题分析、Ansys热变形仿真和数据分析3个步骤，并对每一步内容作了详细阐述和说明。以某光学仪器的关键器件为分析对象，用该方法进行了热变形仿真，应用Matlab软件进行结果数据分析，得到了器件反射镜面在4O℃和一1OC环境温度影响下产生的平行差分别为7．624 12 和8．563 17 。所得结果与实验结果基本一致，证实了该方法的有效性。

利用UG软件，模拟某型号航空发动机涡轮叶片在工作中出现的变形故障，对涡轮盘及叶片进行整体建模，然后利用有限元分析软件ANSYS对涡轮盘和叶片的模型进行分析，得到其前几阶模态的振动特性。

通过应用有限元ANSYS软件对锪钻扩孔时，由扭矩产生的振动进行仿真分析，从而得到钻头振动的幅度的理论值，为口钻扩孔的精度提供理论数据，同时验证了经验值的准确性。为了提高加工中孔的精度，本文提出了许多相关的措施，为在实践中提高孔的精度提供了思路。本文所建立的模型完全符合钻削加工的实际情况，对其它类型的切削也具有借鉴意义。

在分析国内外混凝土剪切试验方法的基础上，自行设计了一套剪力试验装置，并且用有限元软件ANSYS计算分析了其可行性，在试验的基础上得出的混凝土本体剪切强度与立方体抗压强度的关系。

利用Unigraphics三维造型软件对可重构夹具进行实体造型，建立起夹具体的数字模型，再通过CAD/CAE接口，将夹具体的CAD模型导入有限元软件ANSYS中进行刚度分析，以验证设计是否合理，夹具体变形是否满足设计要求。

阀门实体建模与有限元分析对其结构设计与性能改进十分重要。针对油田阀门CAD、CAE技术的现状和发展趋势，应用Pro／E和ANSYS软件无缝连接，成功地对平板阀进行了三维建模、虚拟装配和阀体的有限元分析。根据分析结果，提出基于理论分析的改进方案，为阀门的整体结构优化设计与性能改进提供了理论依据。

根据大跨度钢箱式悬索桥的特点，运用ANSYS有限元软件提供的APDL参数化语言，建立悬索桥的精确有限元模型，进而得到整桥模态，并与“脊骨梁”模型模态和实测模态进行比较；同时对精确模型进行模拟车辆动载荷响应分析。动载响应分析的结果可为大跨度钢箱式悬索桥的抗震、抗风设计和车辆载荷响应分析提供参考。

声系外壳是石油测井仪器中重要的零部件之一，其抗拉强度的好坏直接影响着整套仪器的性能。应用三维软件Pro/E对声系外壳进行实体建模，然后通过数据转换导入ANSYS中，对其进行应力分析。并且通过改变槽宽，比较声系外壳在不同的槽宽情况下所能承受的最大应力，为声系外壳的改进设计提供了依据。

本文采用有限元软件ANSYS对1／2300桥进行了建模、计算和分析。通过采用误差估计等技术处理手段，得到了计算精度较高的有限元模型，为进一步降低桥壳故障率，提供了理论参考。

利用Ansys对镀锌锅空间的温度场进行模拟。在模拟过程中，利用Ansys软件中的Flotran CFD模块建立模型，计算锌锅上方空间的流场和温度场分布情况，分析温度的主要影响因素，为热镀锌生产线的工程设计提供了理论依据。此方法也为温度分析提供了一种新的思路。

运用有限元分析软件ANSYS，对基坑在两种不同支护条件下进行了分析探讨，得到其在每一步开挖所引起土体和支护结构的位移，并对其对比分析，得出一些有益的结论。计算结果表明，ANSYS有限元程序，将为深基坑支护设计施工提供有效依据。

利用通用软件ANSYS对加筋路堤结构进行了数值模拟，在相同荷载下对不同高度、不同边坡坡度、不同加筋间距、不同加筋位置均加筋路堤进行了沉降的对比分析，得出有益的结论。

利用Pro/E强大的三维实体设计功能，精确地实现了斜齿轮的三维建模。通过Pro/E与ANSYS的连接，将模型导入ANSYS软件中。在精确建模的基础上，确定了最恶加载线的位置及载荷沿接触线的分布状态，应用有限元法计算了这种载荷分布下轮齿的变形及齿根应力。提出了精确、迅速计算最大齿根应力的方法，较常规的计算方法更符合实际情况，得到的结果更为可靠。

使用ANSYS参数化设计语言(APDL)进行二次开发，开发了榴弹弹体强度软件。该软件包括输入参数、创建有限元模型、施加载荷并求解和输出分析结果模块。可以针对选择的弹丸型号，导入弹体和装填物模型，创建有限元模型，施加栽荷、求解，最后输出结果．软件使用方便．界面友好。软件的计算结果可减少榴弹设计、试制反复次数，缩短研制周期。

采用ANSYS分析软件在引入混凝土多参数强度准则和非线性本构关系的基础上，对钢筋混凝土简支梁进行了数值模拟分析。分析表明，用Solid65单元模拟钢筋混凝土材料所得到的结果，锩较好地反映钢筋混凝土梁的非线性力学特征。认为ANSYS软件可用于计算钢筋混凝土结构的受力性能。

基于ANSYS概率设计系统，提出了利用ANSYS概率分析功能对边坡稳定性进行可靠性分析的方法。通过一个典型的边坡工程算例，利用蒙特卡洛法对边坡在多种随机变量作用下的稳定性可靠度进行了计算分析，得到在目标控制值下边坡的失效概率、可靠度变化等重要指标，较传统确定性安全系数更为客观合理。分析结果形象直观，提高了边坡稳定性及可靠度分析的效率，可与确定性安全系数法对比结合使用。

运用ANSYS提供的屈曲分析，对碳纤维增强复合材料(CFRP)埋入光纤弯曲试件进行模拟分析，得出了埋入光纤对复合材料整体有显著影响时的体积含量，并且与前人的实验数据进行了比较，同时得出了一种预测复合材料弯曲强度的方法，为复合材料设计和工程应用提供了一种新的依据。

介绍了在ANSYS中开发Duncan—Chang材料本构模型的方法，给出了开发过程的概要。数值检验表明，在AN—SYS中增加Duncan—Chang材料本构模型后，不仅可以充分地利用该软件强大的非线性求解平台，而且还有可能完成复杂岩土工程应力应变的有限元数值分析问题。

简要阐述了隧洞钢模台车的结构，并分析了台车工作的不利工况，计算了衬砌台车、进出货物列车和连续皮带机作用于轨枕上的载荷，设计了由横担、立柱以及钢轨组成的轨枕部分，最后利用有限元软件ANSYS对轨枕进行了结构分析。

APDL语言类似FORTRAN 的解释性语言，可提供一般程序语言的功能，并提供简单界面定制功能。以混凝土梁为例子探讨了在ANSYS中用APDL进行参数化建模的方法。介绍了初始化系统、定义参数并赋值、进入前处理器利用参数创建几何模型等创建参数化有限元模型的步骤，并命令了流程序。参数化建模后，只需要修改参数即可完成整个模型的修改，大大提高了效率。