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nx nastran在压力容器应力分析中的应用

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NX NASTRAN在压力容器应力分析中的应用

基于nx nastran的拉臂装置副车架模态分析与仿真

第四届中国CAE工程分析技术年会暨2008全国计算机辅助工程（CAE）技术与应用高级研讨会

作者：谢涛刘岩大连市锅炉压力容器检验研究所

nx nastran具有很强的线性分析功能和非线性分析功能,能够满足压力容器应力分析的需求。以压力容器典型的受内压圆筒径向接管结构为例,利用nx CAD的强大建模功能以及CAD&CAE的无缝集成,进行了应力分析以及线性化处理,成功证明了nx Nast... 详细信息

nx nastran具有很强的线性分析功能和非线性分析功能,能够满足压力容器应力分析的需求。以压力容器典型的受内压圆筒径向接管结构为例,利用nx CAD的强大建模功能以及CAD&CAE的无缝集成,进行了应力分析以及线性化处理,成功证明了nx nastran在压力容器分析设计中应用的可行性、方便性。

关键词： nx nastran 压力容器 CAD&CAE无缝集成线性化处理应力分析

来源： cnki会议评论

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锻压装备与制造技术 2020年第1期55卷 50-53页

作者：孙智勇车璐张亮张峻方山西航天清华装备有限责任公司山西长治046000

在拉臂装置设计过程中,副车架作为车身主要重量的直接承载体,在工程中承受多种复杂载荷,是决定整车寿命的关键结构件。利用nx软件高级仿真对3t拉臂装置副车架进行了模态分析,得到了其自由模态参数和工作状态下的模态参数,从而为整车的... 详细信息

在拉臂装置设计过程中,副车架作为车身主要重量的直接承载体,在工程中承受多种复杂载荷,是决定整车寿命的关键结构件。利用nx软件高级仿真对3t拉臂装置副车架进行了模态分析,得到了其自由模态参数和工作状态下的模态参数,从而为整车的动力性能分析、降低整车振动、减少部件的疲劳失效提供了依据,同时为其他吨位的拉臂装置副车架模态分析提供了参考方法。

关键词： nx nastran 拉臂装置副车架模态分析

基于nx nastran的副车架边梁轻量化设计

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锻压装备与制造技术 2022年第2期57卷 64-67页

作者：牛凯强平志峰刘军宋双路咸士玉山西航天清华装备有限责任公司山西长治046000

专用汽车副车架作为专用设备和主车架间的过渡,可以防止汽车底盘车架纵梁的应力集中。副车架两侧边梁不仅可以提高副车架强度,还可以增大专用设备安装空间。本文利用nx nastran对某专用车副车架边梁进行静力学分析,并对其进行了轻量化... 详细信息

专用汽车副车架作为专用设备和主车架间的过渡,可以防止汽车底盘车架纵梁的应力集中。副车架两侧边梁不仅可以提高副车架强度,还可以增大专用设备安装空间。本文利用nx nastran对某专用车副车架边梁进行静力学分析,并对其进行了轻量化设计。验证了副车架边梁设计的合理性,降低了副车架边梁的质量,对副车架整体设计提供理论依据。

关键词：副车架边梁轻量化设计有限元分析 nx nastran

基于nx nastran仿真分析的压铸件装夹改进

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中国金属通报 2020年第7期 213-214页

作者：杨小军驻沈阳地区第四军事代表室辽宁沈阳110031

针对镂空结构件压铸框架粗加工精度差、返修率高的问题,采用nx nastran仿真分析的方法模拟了装夹变形量、确定其装夹施力的工装设计问题,并提出了解决方案。对改进方案进行了nx nastran仿真分析,模拟并试验验证了装夹变形量满足工艺及... 详细信息

针对镂空结构件压铸框架粗加工精度差、返修率高的问题,采用nx nastran仿真分析的方法模拟了装夹变形量、确定其装夹施力的工装设计问题,并提出了解决方案。对改进方案进行了nx nastran仿真分析,模拟并试验验证了装夹变形量满足工艺及设计技术指标要求。对粗精加工分别设计了专用工装,通过模拟仿真和加工试验,粗加工精度达到工艺过程要求、精加工精度由技术指标要求的IT6级提高到IT5级。

关键词： nx nastran 仿真分析装夹变形量装夹改进

基于nxnastran的异步电动机基座有限元强度分析

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防爆电机 2021年第2期56卷 46-48页

作者：姜国彬大庆油田装备制造集团黑龙江大庆163000

异步电动机工作时,对基础及基座进行动载与静载的冲击,这种冲击一方面来自于电动机本体的自重、设备安装载荷、紧固件预紧载荷等;另一方面来自电动机转子自身旋转而产生的动力激振,以上载荷对基座(基础)的作用,会影响基座自身强度,因此... 详细信息

异步电动机工作时,对基础及基座进行动载与静载的冲击,这种冲击一方面来自于电动机本体的自重、设备安装载荷、紧固件预紧载荷等;另一方面来自电动机转子自身旋转而产生的动力激振,以上载荷对基座(基础)的作用,会影响基座自身强度,因此对基座进行强度分析十分必要。采用有限元方法,借助nx nastran力学仿真软件,对某型异步电动机基座进行了强度计算,分析了不同网格换分方法对计算结果的影响,对异步电机支撑及基座设计有一定的借鉴意义。

关键词：异步电动机基座有限元 nx nastran

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基于有限元模型的轿车平顺性建模和仿真

基于有限元模型的轿车平顺性建模和仿真

作者：徐嘉浩吉林大学

学位级别：硕士

平顺性作为现代汽车的一项基本性能,对其进行研究,有利于使汽车在市场同类车型竞争中保持优势。通过建模和仿真研究汽车平顺性,具有可重复、成本低、安全可靠、可控性好和获取多样信息的优点。汽车平顺性建模和仿真需要建立合理的汽车... 详细信息

平顺性作为现代汽车的一项基本性能,对其进行研究,有利于使汽车在市场同类车型竞争中保持优势。通过建模和仿真研究汽车平顺性,具有可重复、成本低、安全可靠、可控性好和获取多样信息的优点。汽车平顺性建模和仿真需要建立合理的汽车模型。国内外基于不同原理建立的汽车模型可分为四种类型:汽车总成特性参数模型、汽车多刚体模型、汽车刚柔耦合模型和汽车有限元模型。与其他模型相比,基于汽车有限元模型进行平顺性建模和仿真优点为:可将所有零部件考虑为弹性体,模型自由度更多,更接近实车;可利用汽车企业进行汽车静力学、疲劳、碰撞等仿真分析现成的有限元模型,节省建模时间。但是,当汽车有限元模型规模较大时,存在仿真耗时长和效率低的缺点。因此,以往基于有限元模型的汽车平顺性建模和仿真研究较少。已有研究建立的是小规模汽车有限元模型和路面频域模型,通过频率仿真分析汽车的平顺性。随着有限元强迫运动和瞬态响应等理论的发展,以及计算机软硬件水平的提高,在普通PC上基于大规模有限元模型（网格数超过百万）进行时域路面激励下汽车平顺性建模和仿真已具备条件。本文对基于有限元模型的汽车平顺性建模和仿真流程进行了研究,阐述了路面激励有限元施加、有限元模型建立过程、有限元求解方法选择和文件创建方式。研究了路面激励模型和nx nastran求解文件的内容格式与设置,使用Matlab的Guide模块开发了相关软件,可以简化操作。进行了轿车平顺性经典和有限元的平面模型建立和仿真的对比,验证了仿真流程和已开发软件的有效性。基于单元数约为167万的轿车空间有限元模型实现了某轿车平顺性建模和仿真,评价其平顺性。具体内容如下:（1）对汽车平顺性一般建模和仿真流程进行研究,建立了轿车平顺性有限元建模和仿真的流程。分析了路面激励有限元施加强迫运动的大质量法、大刚度法、惯性加载法、Largrange乘子法和直接法的基本原理,选择强迫运动直接法施加路面激励。对瞬态响应分析直接法和模态法的基本原理进行研究,建议进行小规模有限元模型仿真时,使用瞬态响应分析直接法,进行大规模有限元模型仿真时,使用瞬态响应分析模态法。从仿真求解、仿真结果提取、平顺性评价三个方面,对有限元仿真求解和后处理内容进行了说明。（2）建立了单轮、前后双轮和空间四轮路面滤波白噪声时域模型,研究了Matlab中单边功率谱密度高斯白噪声生成方法,仿真和检验了路面激励时域模型。研究了nx nastran求解文件构成和数据格式,以及强迫位移分析直接法、模态法和直接法瞬态响应分析、兰索士法模态分析、模态法瞬态响应分析重启动的设置方法。使用Matlab的Guide模块分别开发了路面激励生成软件和nx nastran有限元求解文件自动生成软件。（3）建立了轿车平顺性经典平面六自由度模型及其Simulink仿真模型,其中路面激励由路面激励自动生成软件生成。使用与轿车经典平面模型相同的参数,分别建立刚体和弹性车身轿车有限元平面模型,施加与经典平面模型相同的路面激励,进行平顺性仿真。分别将经典平面模型与刚体和弹性车身有限元平面模型的仿真结果进行了对比,研究结果表明,刚体车身有限元平面模型与经典平面模型仿真结果一致,弹性车身有限元平面模型与经典平面模型仿真结果存在一定的差异,说明车身弹性会对平顺性造成影响。（4）提出基于HyperMesh的轿车Catia三维几何模型处理方法和轿车有限元空间模型建立方法,详细说明所使用的轿车有限元空间模型的结构,建立了轿车有限元空间模型。基于GB 4970-2009设计了多组平顺性仿真试验,选择驾驶员座椅处及其后方座椅处的综合总加权加速度均方根值作为平顺性评价指标,采用Matlab的Guide模块开发了加权加速度均方根值求解软件。由于轿车有限元空间模型规模较大,并且要进行不同车速下多组仿真试验。因此,在8G内存和i7处理器PC上先采用nx nastran求解前10阶模态,约耗时7.8小时;再分别基于模态分析结果使用重启动方式完成瞬态响应分析模态法,每组试验耗时均小于3小时。研究结果表明,其仿真效率高、成本低,并且随着计算机内存的增大,用时急剧减少。应用HyperGraph读取和保存仿真结果到xls表格文件中,利用加权加速度均方根值求解软件读取表格数据计算评价指标。研究结果表明在40～120km/h车速范围内,驾驶员前后座椅处综合总加权加速度均方根值均小于0.69m/s,乘员没有不舒服感,车辆平顺性较好。

关键词：平顺性有限元仿真轿车 nx nastran HyperMesh

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笔记本电脑后盖仿真分析与实验研究

笔记本电脑后盖仿真分析与实验研究

作者：邢俊杰苏州大学

学位级别：硕士

后盖是笔记本的重要构成部分,其作用是保护LCD显示屏。本文以笔记本电脑后盖为研究对象,使用nx nastran软件分析其强度及抗冲击性能,并对构造强度进行验证,从而减少实验验证次数,提高设计效率。本论文的研究内容主要包含以下四个方面:首... 详细信息

后盖是笔记本的重要构成部分,其作用是保护LCD显示屏。本文以笔记本电脑后盖为研究对象,使用nx nastran软件分析其强度及抗冲击性能,并对构造强度进行验证,从而减少实验验证次数,提高设计效率。本论文的研究内容主要包含以下四个方面:首先,对可靠性压力测试标准进行说明,选取后盖的7个位置进行静压测试,记录该点的最大形变值。使用nx nastran软件对代表位置点进行静态分析,得到后盖的应变值。将仿真值与测试值进行比较,得出试验结果与模拟仿真结果的差异,差异值在6%以下,在可接受的范围内,所以仿真结果是可信的,验证了模型的正确性。其次,对瞬时冲击进行了系统的分析,并对笔记本后盖部分进行落球冲击仿真,计算出小球速度随时间的变化曲线以及小球的最大位移,并将笔记本电脑后盖的应变响应与落球冲击实验结果相对比,验证了仿真模型的正确性。再次,对笔记本后盖进行优化设计,建立两种优化模型。通过两种优化模型参数对比,计算出最优化方案。最后,按照笔记本电脑后盖的最终优化模型进行设计,制作出原型,分别对其进行静压力测试以及落球冲击测试试验,将实验数据与仿真结果相比较,来判断实验数据是否与仿真结果相符合。

关键词：后盖 nx nastran 仿真优化设计

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某型笔记本电脑转轴强度与疲劳寿命研究

某型笔记本电脑转轴强度与疲劳寿命研究

作者：李相光苏州大学

学位级别：硕士

笔记本电脑转轴是连接笔记本显示屏和主机箱体的重要部件,对转轴设计好与坏的评价有两个重要的技术指标:结构强度和疲劳寿命。结构强度高的转轴不仅可以承受更重的显示屏,而且可以提高非正常使用下抵抗外力的能力。鉴于以上两个技术指标... 详细信息

笔记本电脑转轴是连接笔记本显示屏和主机箱体的重要部件,对转轴设计好与坏的评价有两个重要的技术指标:结构强度和疲劳寿命。结构强度高的转轴不仅可以承受更重的显示屏,而且可以提高非正常使用下抵抗外力的能力。鉴于以上两个技术指标,量产前转轴需要满足2个必要的测试:(1)推力破坏测试:用于检验转轴结构强度,测试要求转轴各部件在5倍最大扭力的推力作用下,零件不能发生塑性变形或断裂;(2)摇摆寿命测试:通过模拟用户打开/关闭动作以检验转轴使用寿,测试要求转轴经过6万次摇摆以后,转轴扭力衰减不能超过15%,且转轴各零件不能发生塑性变形或断裂。本课题充分利用nx nastran仿真软件对笔记本转轴的结构强度和疲劳寿命进行分析并提出改善方案,最终提高了转轴各部件的结构强度,延长了的转轴的使用寿命。本论文的主要研究内容包括以下四个方面:1)对笔记本电脑转轴和结构概况进行说明,包括常见的转轴结构,转轴扭力产生原理等,另外对转轴相关测试进行介绍,明确测试标准。2)通过nx nastran高级仿真功能,对初始设计模型进行静力学分析,得到结构最大应力值和最大应力位置;根据企业测试标准,对转轴各部件进行破坏实验,实验结果与仿真结果一致,证明利用有限元仿真分析代替实际实验的可操作性,同时也提出了初始设计模型强度不足的问题。3)在静力学分析的基础上,结合疲劳累积损伤理论,对初始模型进行疲劳寿命分析,分析结果与摇摆测试结果一致且失效位置吻合,证明了利用有限元进行转轴疲劳寿命分析的可行性。4)基于前面分析获得的薄弱点提出三个改善方向:(a)不同材质的对比;(b)不同尺寸的对比;(c)差异化结构的对比,根据分析结果拟定最佳改善方案并制作改善模型,分别对其进行推力破坏测试和摇摆寿命测试,转轴寿命由初始的3.5万次提升至8万次以上(按照平均每天开关15次计算,使用寿命由6年左右提高到14年以上),满足了企业的测试要求,解决了实际工程问题。本研究的意义在于应用CAE分析技术,对转轴的不同方案进行仿真分析并得出最佳方案,减少了试验验证次数,提高了设计效率。

关键词：笔记本转轴 nx nastran 结构强度疲劳寿命疲劳累计损伤理论

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汽车燃油箱的动静态强度分析

汽车燃油箱的动静态强度分析

作者：张奕广西科技大学

学位级别：硕士

在现代工程设计中，有限元分析方法作为设计中的一种辅助工具，具有效率高并且快捷的优点。在汽车结构的设计中，运用有限元分析方法，可以缩短新车的研发周期，节约研发的成本。汽车燃油箱作为燃油供给系统的核心部件,承受着来自道路... 详细信息

在现代工程设计中，有限元分析方法作为设计中的一种辅助工具，具有效率高并且快捷的优点。在汽车结构的设计中，运用有限元分析方法，可以缩短新车的研发周期，节约研发的成本。汽车燃油箱作为燃油供给系统的核心部件,承受着来自道路激励起的各种振动载荷作用，设计不好易产生疲劳断裂，以往，其设计主要依靠经验,产品更新速度慢，成本高。在本论文中结合实际的工程项目，采用CAD／CAE相关技术，对某款汽车燃油箱进行结构的有限元分析。使用HyperMesh导入几何模型、抽取中面、几何清理、网格划分、设置材料属性及厚度、模拟焊接，建立高精度和高质量的汽车燃油箱的有限元网格模型。根据汽车燃油箱实际的受力情况，设置相应的约束和载荷，建立了以壳单元为基本单元的燃油箱有限元模型。使用nx nastran求解器对该型汽车燃油箱进行静态强度的分析计算，分析出燃油箱在最大受力工况下的应力和变形分布，从计算的结果看出，燃油箱大部分区域的应力值是相对比较小的，且最大应力均小于材料的屈服强度，强度余量大。除此以外，本文对汽车燃油箱还进行了模态分析，计算出此款燃油箱前三阶的固有频率及振型，找出了燃油箱的薄弱环节，从分析的结果可以看出，此款燃油箱结构的固有频率容易和外界所产生激励频率成倍数关系，有共振现象。根据有限元分析结果，分析出燃油箱开裂的原因，提出改进方案，对改进后的燃油箱再进行动静态强度分析，以振动耐久性试验来验证改进方案的正确性。经过本文的分析研究，对汽车燃油箱的静态强度特性和模态参数有了一定的掌握，为其修改设计提供了一定的理论参考依据，得到合理的改进方案，再通过有限元分析和试验，验证改进方案的正确性,大大降低了燃油箱的设计成本，提高了产品研发效率。

关键词：燃油箱有限元方法 HyperMesh nx nastran 静态强度分析模态分析