ANSYS软件应用之锪钻振动有限元分析

基于大型有限元软件ANSYS，计算了海河保定桥在静载与活载作用下的各截面受力状态。运用三维梁单元BEAM188、二维梁单元BEAM3、BEAM4、索单元LINK10及壳单元SHELL63建立了保定桥的有限元分析模型。比较了BEAM3、BEAM4两种单元对保定桥仿真计算结果的影响。通过对计算结果的误差以及计算时间的分析得出，在运用ANSYS对保定桥进行分析时，BEAM3单元比BEAM4单元有着更好地计算效率，从而为以后进行的动态分析提供了建模的理论依据。

由于我国西部地形、地势及地质条件复杂，高填深挖路基结构型式不可避免．如何控制好高路堤的沉降变形，已引起工程界普遍关注．对于地基沉降计算，目前已有大量研究，但对于高路堤填料的自身沉降计算，进行的研究较少，尚没有完善的理论计算方法．为此，利用ANSYS有限元分析软件对高路堤填料的自身沉降进行计算和分析．

对货叉进行有限元建模，然后进行强度校核，可缩短货叉的生产周期，降低货叉成本。基于ANSYS有限元分析工具，对货叉结构进行结构性能分析，最后提出改进设计方案，为类似的结构强度分析提供借鉴并具有一定的工程实践价值。

针对钢管螺纹缺陷的识别，提出采用交变漏磁法进行判别。应用有限元法对钢管螺纹缺陷的漏磁场进行仿真，使带偶极子模型的近似解析解得到弥补。根据有限元建模理论建立了模型，仿真得到有无缺陷两种情况下的螺纹结构的磁场分布，提出了螺纹缺陷的识别方法，对漏磁场分析主要采用的是漏磁场的水平分量Bx，整个无缺陷螺纹结构整体为一宽裂纹，伴有一系列表征螺纹结构的有规律的小脉冲，当有缺陷出现时，有规律分布的小脉冲就会被破坏掉，对比有无缺陷仿真结果可完成对缺陷的识别，仿真结果与实际情况相符。本研究结果为实验设计提供了有力依据。

本文以江铃陆风车系2801000fn型螺簧车架为例，对汽车车架结构进行了建模并确定了车架载荷及约束的处理条．件，然后根据该模型采用ANSYS软件对车架在弯曲、扭转、紧急制动和急转弯等四种典型工况进行静态强度分析，从而得到了车架上较大应力的区域，为车架的设计、改进提供了依据。

应用有限元方法建立了某型大客车车架结构的有限元模型，在确定载荷的简化和施加方法后，分别讨论了该车架的静态强度、刚度和模态特性，同时对该车架的动态特性也进行了分析研究。结果表明该车架能够满足各种性能要求，在载荷作用下，车架结构整体应力较小，但局部应力与材料的屈服应力接近，这为车架的优化设计提供了重要的依据。

利用ANSYS的APDL参数化特性，根据系列化零部件的结构特点，生成APDL命令流。在建模时，在参数输入对话框中输入基本参数，由计算机完成所有的建模操作，实现同一系列不同型号零部件的参数化有限元建模。这样可避免大量的重复性操作，提高了分析效率。

运用有限元分析软件ANSYS，对旋叶式空调压缩机核心运动件—— 转子建立了有限元模型，并对其进行了模态分析，得出了该类型转子的前10阶固有频率和振型。分析结果不但为转子系统的故障诊断、安全运行和振动控制提供了理论依据，还为其结构改进、优化设计和动力学修改提供了重要参数。

利用ANSYS／LS～DYNA进行了金属切削过程的模拟研究，模拟了切屑的形成过程，得到了变形区应力和应变分布，并研究了残余应力和切削力的变化。模拟结果表明，在第1变形区和第2变形区，应力、应变较大，且较集中，前刀面的最大应变出现在距刀尖一定距离的地方；在切削过程中，切削力逐渐增大，最后保持在某一个值附近波动，达到稳定状态；在加工表面上存在着残余应力和残余应变，且残余应力和残余应变随着与刀尖和已加工表面之间距离的增大而减小。

对挖掘机动臂的一个危险工况即动臂位于最低位置工况，使用ANSYS有限元方法进行静力分析，包括计算模型的建立、计算载荷的确定、单元确定与网格划分、数据分析等，得出动臂的应力云图与应变图 ，可供动臂强度没计时参考。

利用有限元分析软件ANSYS对轨检车车架进行了刚度、强度的详细分析，找出了车架应力的薄弱位置，提出了改进方案，从而能节省大量资金，缩短设计和工艺的周期，为设计和生产提供了理论依据。

结合新型砌体材料的出现，利用ANSYS软件建立了空间模型，对轴心受压时组合砖砌体结构进行了模拟，对受力性能进行了比较分析，得到的结果与试验结果较吻合，说明可以利用ANSYS软件对各类砌体结构进行模拟。

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。

索膜结构找形在ANSYS上实现时，由于找形过程步骤复杂以及ANSYS软件本身的特点，存在学习周期长，对用户分析能力要求高的问题。通过分析索膜结构有限元法找形的原理，总结提炼索膜结构找形的步骤，给出了其在ANSYS上实现的方法，并且应用APDL参数化有限元分析技术及UIDL用户接口定制技术对ANSYS进行二次开发完成了找形系统。实例验证了找形系统的实用性和可靠性。为工程设计人员进行找形计算节约了时间，为以后找形系统的研究和开发提供了思路和参考价值。

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。

应用ANSYS软件直接建立某轻型载货汽车车架实体模型，并进行模态分析，得到其固有频率及振型特征。据此对车架结构参数进行修正，以使发动机的常用工作频率介于其两固有频率之间，避免了共振，为整车优化设计进一步的研究与实验提供参考依据。

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。

实际工程结构中经常存在细长杆受压的形式，需要对其进行屈曲分析。为准确计算屈曲临界载荷，利用有限元软件ANSYS对实际工程结构进行线性和非线性屈曲分析。计算结果表明：有限元软件可对工程结构进行线性和非线性屈曲分析；实际结构由于材料弹塑性能，发生屈曲失稳时，有可能发生塑性变形，降低了屈曲临界载荷，非线性计算结果为线性计算结果的95％左右。对结构进行非线性屈曲分析得出更偏于安全的计算结果。

建立两球相撞的有限元模型，应用Ansys／LS-Dyna对两球碰撞进行数值分析，分析过程应用刚体一弹性体转换的方法，获取2个球相撞时刻的等效应力云图、相撞后两球速度变化等参数．对所得参数进行分析验证，从而为模拟过程节约计算时间，提高模型计算效率．

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。

利用ANSYS软件，选择合适的本构关系Saenz模型和Willam—Warnke五参数破坏准则和拉压组合准则．模拟混凝土小型空心砌块的破坏过程，得到了应力分布规律、破坏阶段特点、裂缝的位置及分布特征，为砌块的设计和应用提供了力学依据。

介绍了命令流方法在液压机ANSYS有限元建模的起因和用途，并作了实例建模，最后指出对计算机应用软件的二次开发在液压机结构设计中的必要性。

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。

在UG中，通过实例阐述了渐开线斜齿齿轮的参数化建模方法，通过UG与ANSYS的数据交换接口，把模型的几何数据导入ANSYS中，并转化成由节点及元素组成的有限元模型，确定了最恶加载线的位置，对齿轮进行了齿根弯曲强度分析。

对悬索桥及其刚度、几何非线性等进行了理论分析，结合实际工程背景，利用ANSYS对悬索桥进行了三维空间分析，通过与实测值比较，说明ANSYS完全可以很精确地模拟悬索桥进行结构分析。

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。

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。

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。

以国道312线跨径6 m的板梁为例，用ANSYS对宽跨比为2且桥面连续的无支座简支板梁桥进行模态分析．讨论了此种桥型按梁格单元模型、实体模型进行模拟时各参数对计算结果的影响，与实测值进行了对比分析．分析表明：对于该桥型按梁格模型进行分析时横向链接单元beam44的宽度是控制计算结果的重要参数，宽度取值宜在0．5 m左右．而采用实体模型计算时，桥面铺装连续的边界条件对计算结果有一定影响，桥面铺装外伸长度应在0．5m左右，支座应采用线支承．此时，计算结果和实测值吻合较好，按其它方法模拟计算不能符合工程要求．

主要分析了Pro/E，Adams，Ansys这3种软件的特点及其在设计中的优势，提出了3种软件在机械设计中联合运用的方法，并在取玻璃机器人设计中运用，验证了该方法是可行的。

在隧道中进行瞬变电磁法探测时，二次感应场还受到掌子面后方围岩的影响，使得隧道全空间瞬变电磁场正、反演比大地半空间更困难。论文利用有限元分析软件ANSYS对在隧道中进行瞬变电磁超前地质预报时瞬变电磁场进行了数值模拟计算，并将计算结果与物理模拟结果进行比较，表明了利用该法在隧道中进行瞬变电磁超前地质预报正演计算的可行性。

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。

以SolidWorks软件为平台，将以SolidWorks、VB及Access结合建立的模具标准件库与可以方便地对所设计的模具结构进行仿真分析及有限元分析的Ansys相结合，形成一种进行模具的动态设计和优化的CAD／CAE模具设计集成环境。该环境和方法对模具结构设计分析具有先进性和经济性，而且方便灵活，大幅度降低设计周期，提高产品设计水平，对SolidWorks等CAD的二次开发具有重要借鉴意义。阐述了用所集成的环境在模具结构设计和分析过程中的一般应用形式。

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。