基于ANSYS Workbench的压力矫直机地脚螺栓优化
基于ANSYS Workbench的电压力锅有限元分析及优化设计
包 装 设 计⑨
图３ 一 ｌ 三 维 模 型
图３ — ２网格 划 分
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（ ３） 参数 化 ： Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ 对ＣＡＤ系 统 的 火 系小 寻 常 。
三 、有 限 元优 化 分析
（ 一 ）建 立 产 品三 维 模 型
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优化 设计赴通过 次仃 无分析计算 ，拨一定 的搜
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…』 变干 ¨ 稳 定 性 求 ， 对 案进行 修改 补充 ， 使 能 得
基于ANSYSWorkbench的分体式压力矫直机主机机体结构优化
1
分体式压力矫直机主机机体装配体有限元模型的 建立
分体式矫直机主机机体的前梁、 后梁、 地脚螺钉 组、 预紧螺栓组与钢筋混凝土结构较复杂 ， 其中存在接 传统的经验设计根本不能满足设计要 触与摩擦因素， 可控制性， 求。有限元分析可实现设计过程的可预见 、 进而缩短设计周期， 降低开发成本， 因此在本设计中被 ［2 ］ 采用 。 1． 1 分体式压力矫直机主机机体前梁 、 后梁装配体实 体模型的建立 ANSYS 的 CAD / CAE 协 同 环 境 AWE （ ANSYS Workbench Environment） 可与 SolidWorks 相联系， 可在 其环境中实现装配和 CAE 分析， 并通过连接技术实现 与 SolidWorks 之间的共享， 从而实现设计与仿真的同 步协同
力） 应用于分体式压力矫直机主机机体后梁， 得出其 ， 6 、 7 。 所示 强度与总变形量分布图 如图
由表 1 可以看出， 在相同螺栓预应力下， 地脚螺钉 直径越大， 最大应力值与总变形量越小； 当增加地脚螺 钉组数量时， 最大应力值与总变形量将减小。 4 分体式矫直机主机机体螺栓预应力的优化 ANSYS DesignXplorer 是功 能 强 大 而 方 便 易 用 的 多目标优化模块。实际工程需要优化多个目标， 工程 中需要产品的总体性能较好而不是某一项指标较好 。 实际上， 所有可以参数化的 ANSYS 选项都可以作优化 ［5 ］ 设计 。就本次分析而言， 螺栓预应力是需要优化的 目标是最大应力和 X 方向变形量， 希望该目标 参数， 值越小越好。 分 体 式 压 力 矫 直 机 主 机 机 体 前 梁 经 ANSYS 5。 DesignXplorer 优化分析， 可得图 4 、
由图 6 可以看出， 分体式压力矫直机主机机体后 梁的最大应力出现在主承梁处， 其最大应力值为 287 MPa，主机机体材料采用 Q345A， 抗拉强度在 470 ～ 630 MPa， 满足设计要求； 由图 7 可以看出， 最大变形处 最大变形量为 2. 74 mm， 满足 位于主机机体后梁顶部， 设计要求。 6 结语 ANSYS DesignXplorer 本文 用 ANSYS Workbench、 对液压压力矫直机主机机体前、 后梁、 地脚螺钉组、 预 紧螺栓组与钢筋混凝土的装配体进行了有限元分析 ， 并通过对地脚螺钉结构、 数量及螺栓预应力的优化， 得 出了最佳的地脚螺钉组数量与螺栓预应力值 ， 实际用 中该优化结构满足了强度和刚度的要求 。本文所介绍 的分析方法也为类似的主机机体的优化设计提供了 参考。
基于ANSYS Workbench有螺栓预紧力的冲压法兰的有限元模态分析
基于ANSYS Workbench有螺栓预紧力的冲压法兰的有限元模态分析闵加丰;朱海清【摘要】冲压松套钢制管法兰(简称冲压法兰)是一种新型的非标管法兰,具有结构独特、加工工艺简单、材料消耗小等显著特点.由于缺乏相应国家标准,限制了冲压法兰的推广使用.针对冲压法兰在振动设备上使用时容易产生共振或疲劳的问题进行研究,运用Pro/E建立冲压法兰的有限元模型,通过Pro/E与ANSYSWorkbench 之间的无缝连接导入,借助ANSYS Workbench有限元软件对受螺栓预紧力的冲压法兰进行受力分析,在此基础上对其进行模态分析,得到10阶固有频率、振型和应变云图.%Pressed flanges (which is short for pressed loose steel pipe flanges) is a new type of non-standard. The unique structure of the flanges can greatly gave materials with simple processing technology. As the lack of corresponding national standards, the wide application of pressed flanges has been limited. The resonance and fatigue problems of pressed flange on the vibrating machine have been studied. The solid modal of pressed flanges has been built with Pro/E software, which leads in to ANSYS Workbench by seamless connection. The stress analysis of pressed flanges preload by bolt has been completed with help of ANSYS Workbench. Then modal analysis has been executed to obtain 10 ranks frequency, vibration models and stress chart.【期刊名称】《锻压装备与制造技术》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】3页(P69-71)【关键词】机械制造;冲压法兰;螺栓预紧力;模态分析【作者】闵加丰;朱海清【作者单位】江南大学机械工程学院,江苏无锡214122;江南大学机械工程学院,江苏无锡214122【正文语种】中文【中图分类】TH16法兰连接是石油化工设备、压力容器和管道中最常用的可拆卸连接形式。
基于ANSYSWorkbench的压力矫直机地脚螺栓优化
Abstract： The 3D model of the assembly consisting of the hydraulic pressure straightening machine host frame, ground screws and the concrete foundation were established by using Solidworks. The finite element analysis model of the assembly was then established by ANSYS Workbench. The structure strength and stiffness of the host frame and ground screws were checked and the structure was optimized. Results show the improved structure has high performance and productivity. Key words： hydraulic pressure straightening machine; host frame；ground screw; ANSYS Workbench; optimization
机体、地脚螺栓组与钢筋混凝土的装配体进行了有限元
分析，并通过对地脚螺栓组数量的优化，得出了最佳的地
脚螺栓组数量，实际应用中该优化结构满足了强度和刚
基于AnsysWorkbench的立式加工中心床身有限元分析和优化设计
［１］ 李德雨．基于 ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ 的多层波纹管自振频率 计算［Ｊ］．矿山机械，２００５，（６）：Ｐ８３－８４．
［２］ 王艳辉．精密机床床身的模态分析与结构优选［Ｊ］．机械设 计与制造，２００５，（３）：Ｐ７６－７７．
第 ３１ 卷 第 ９ 期 ２００９－０９ 【１３１】
由于机床机构过于复杂，采用 ＷＯＲＫＢＥＮＣＨ
自动划分网格，在 Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ 中一般不需要选取单
元类型，划分方法是Ｈｅｘ Ｄｏｍｉｎａｎｔ 运用的是四面体 与六面体结合的划分方式，由于在导轨处有许多无
图 ３ 机床床身 １ 阶模态云图
法简化的小的阶梯，在这些地方采用局部的细化网
格的方法来划分，得到 ４４４８３ 个单元 １３５１４４ 个节点。
度，应该使有限元模型尽量简化。同时建立有限元 模型时，应合理选择单元类型，并在编排节点时， 尽量减少相关单元的节点号差、带宽，以减少资料 存储量。ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ 和 ＰＲＯＥ 具有直接的 双向接口，可以在 Ｐ Ｒ Ｏ Ｅ 中建模然后再导入 ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ 进行计算。 １．１ 建立物理模型
件。通过机床主电动机功
率和机床加工工件的最 大尺寸，以及主轴转速，计算机床的额定扭矩和额 定力，由 Ｆｘ：Ｆｙ：Ｆｚ＝０．３：０．５：１．０ 得到 ３ 个切削分力，计 算立柱，床鞍，主轴箱等构件的重量并将上述重量 均作为作用在床身上的附加质量处理，即在相应坐
快，但要求比 Ｓｕｂｓｐａｃｅ 法内存多大概 ５０％。Ｂｌｏｃｋ Ｌａｎｃｚｏｓ 法采用稀疏矩阵方程求解器［２］。
床身的实际结构很复杂，有繁多的筋板、曲面、 窗孔，各处厚度不相同，几何形状也多变。为了适 应有限元计算，必须将其简化处理，略去许多不影 响床身刚度的细微结构（如小倒角、小圆弧、小凸 台等）。简化后的床身模型如图 １ 所示。
基于ANSYSWorkbench管线带压封堵器应力分析及优化设计_方群
别为支撑架、 销轴、 摆动臂、 密封圈和密封圈压盖， 其中支撑架、 摆动臂、 密封圈压盖为焊接件。
图2
封堵器结构
支撑架作为与外传动机构相连的部件， 通过 双头螺柱将轴套与外传动轴固定 。对于整个部件 起定位、 支撑作用。在支撑架底部配有限位弧板， 用以限制摆动臂摆动的自由度， 并配有限位螺栓， 防止摆动臂在搬运、 吊装过程中产生的意外运动， 对现场操作人员造成不必要的伤害 。 销轴作为紧固件， 既连接了支撑板与摆动臂， 又起到定位的作用。支撑板与摆动臂之间做相对 运动， 通过销轴将外传动机构竖直方向的运动转 化为摆动臂绕销轴的转动， 从而使密封圈压盖能 3． 2 图3 封堵器工作状态及受力分析
第 40 卷
第2 期
化
工
机
械
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基于 ANSYS Workbench 的长输管线带压 封堵器应力分析及优化设计
方 群
*
李
云
郭
礼
（ 西安交通大学过程装备与控制系）
摘
要
对抢修在役长输管线所需的一种带压封堵器建立了三维模型， 利用 ANSYS Workbench 软件， 分
析了封堵器在实施封堵时的受 力分 布。 在 6． 4MPa 的 实际 操 作 工 况 下， 封 堵 器 所 承 受 的 最 大 等 效应力 出现在支撑架和轴套焊接处， 其大小为 212MPa， 选取钢材材料为 Q345 及屈服强度大于 Q345 的材料， 安 许用应力为 230MPa， 能够满足强度要 求， 只 留 有 较 少 的 余 量。针 对 封 堵 器结构 受 力 不 均 全系数取 1． 5 ， 匀的情况， 对其进行优化设计。提出的 4 种优化方案 中 支撑 板 开 孔 可 以 在 最 大 应力 增 长 不 大 的 情况 下 明显减少机构质量。 关键词 封堵器 ANSYS Workbench 文献标识码 应力分布 A 优化设计 6094 （ 2013 ） 02019706 文章编号 0254中图分类号 TQ051
运用ANSYSWorkbench快速优化设计
运用ANSYS Workbench快速优化设计SolidWorks是一个优秀的、应用广泛的3D设计软件，尤其在大装配体方面使用了独特的技术来优化系统性能。
本文给出几种改善SolidWorks装配体性能的方法，在相同的系统条件下，能够进步软件的可操纵性，进而进步设计效率。
众所周知，大多数3D设计软件在使用过程中都会出现这样的情况，随着装配零件数目和复杂度增加，软件对系统资源的需求就相对增加，系统的可操纵性就会下降。
造成这种状况的原因有两种：一是计算机系统硬件配置不足，二是没有公道使用装配技术。
本文对这两种情况进行分析并提出相应的解决方案。
一、计算机系统配置不足的解决方案SolidWorks使用过程中，计算机硬件配置不足是导致系统性能下降的直接原因，其中CPU、内存、显卡的影响最大。
假如计算机系统内存不足，Windows就自动启用虚拟内存，由于虚拟内?*挥谟才蹋?斐上低衬诖嬗胗才唐捣苯换皇?荩?贾孪低承阅芗本缦陆担籆 PU性能过低时，延长运算时间，导致系统响应时间过长；显卡性能不佳时引起视图更新慢，移动模型时出现停顿现象，并导致CPU占用率增加。
运行SolidWorks的计算机推荐以下配置方案：CPU：奔腾Ⅱ以上内存：小零件或装配体(少于300个特征或少于1000个零件)，内存最少为512M；大零件或装配体(大于1000个特征或2500个零件)，内存需要1G或更多；虚拟内存一般设为物理内存的2倍。
显卡：支持OpenGL的独立显卡(避免采用集成显卡)，显存最好大于64M。
对于现有的计算机，使用以下方法分析系统瓶颈，有针对性地升级计算机。
(1)在SolidWorks使用过程中启动Windows任务治理器，在性能页，假如CPU的占用率经常在100%，那么系统瓶颈就在CPU或显卡，建议升级CPU或显卡；假如系统内存大部分被占用，虚拟内存使用量又很大，操纵过程中硬盘灯频繁闪烁，这说明系统瓶颈在内存，建议扩大内存。
基于ANSYS Workbench机床部件优化设计
基于ANSYS Workbench机床部件优化设计夏健康;胡晓梅【期刊名称】《金属加工：冷加工》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】3页(P78-80)【作者】夏健康;胡晓梅【作者单位】青海华鼎重型机床有限责任公司研究所西宁810100;青海华鼎重型机床有限责任公司研究所西宁810100【正文语种】中文随着国内航天、航空、船舶、风电、军工等行业的发展，现代数控机床的切削速度越来越高，加工精度要求越来越好，因此对机床的各个部件的静、动态特性的要求越来越高。
以往机床设计主要采用传统材料力学简化计算与经验设计相结合的方法，由于过于保守，致使产品设计制造成本过高，性能难以达到最佳。
因此，为了进一步提高我国数控机床设计制造水平，在国际市场占有一席之地，我们必须打破传统的设计手段，采用先进动态设计方法。
基于CAD/CAE 等现代设计方法发展，作为动态分析重要手段的试验模态分析技术、计算机辅助工程技术、有限元分析方法以及仿真技术有机结合，使得人们可以在设计阶段对结构性能进行预测，在此基础上进行优化设计。
1.优化设计原理优化设计的基本原理是通过构建优化模型，运用各种优化方法，通过在满足设计要求条件迭代计算，求得目标函数的极值，得到最优化设计方案。
优化数学模型表示为式中，F(X)为设计变量的目标函数;X 为设计变量，gi(X)为状态设计变量，设计变量为自变量，优化结果的取得就是通过改变设计变量的数值来实现的，对于每一个设计变量都有上下限，用户必须规定X中的每个元素(k=1，2，…，n)的最大值、最小值，它定义了设计变量的变化范围。
状态变量是约束设计的数值，是设计变量的函数，状态变量可能有上下限，也可能只有单方面的限制，即上下限或只有下限。
目标函数是尽量小的数值，它必须是设计变量的函数。
2.优化设计的分析步骤优化设计的过程通常需要参数化建模、后处理求解、优化参数评价、优化循化、设计变量状态修正等步骤来完成，其优化流程如图1 所示。