本文以AMS-02(The Alpha Magnetic Spectrometer)國際合作項目為基礎,利用大型有限元分析軟件ANSYS8.0,對AMS-02的頂部支架(Top Bracket)進行有限元結構分析和優(yōu)化設計。 在系統(tǒng)學習ANSYS8.0和Pro/E的基礎上,分析了頂部支架的結構特點,在Pro/E中建立了三維模型,利用接口技術,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享;根據(jù)有限元離散化的思想,建立了有限元模型,進行了合理的網(wǎng)格劃分,施加了合理的邊界條件,進行分析計算。通過試算分析,找到了一種較為合理的有限元計算模型。根據(jù)有限元分析的結果,利用強度理論,對頂部支架進行了強度校核。 對頂部支架進行了模態(tài)分析,計算出了前10階固有頻率和固有振型,為修正設計提供了理論依據(jù)。 利用優(yōu)化設計技術對頂部支架進行了優(yōu)化設計。用ANSYS命令流代碼編寫了詳細的分析文件;采用乘子優(yōu)化工具搜尋設計域,通過直方圖了解設計變量對目標函數(shù)和狀態(tài)變量的影響;通過優(yōu)化設計,我們找到了一個最佳的頂部支架設計參數(shù)。 根據(jù)優(yōu)化的結果,利用Pro/E的數(shù)據(jù)共享功能,對頂部支架進行了試制。通過Pro/E的N...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景
    1.2 課題概述
        1.2.1 課題研究的現(xiàn)狀
        1.2.2 課題研究的意義
    1.3 本文的選題依據(jù)和研究內(nèi)容
    1.4 結構優(yōu)化設計在AMS-02工程中的應用
第2章 有限元法在結構分析及優(yōu)化設計中的應用
    2.1 引言
    2.2 有限元方法及其分析軟件
    2.3 有限元法在結構分析中的應用
    2.4 有限元法在優(yōu)化設計中的應用
        2.4.1 結構優(yōu)化模型
        2.4.2 結構優(yōu)化算法
        2.4.3 ANSYS優(yōu)化設計步驟
    2.5 本章小結
第3章 頂部支架有限元建模與靜力分析
    3.1 引言
    3.2 Pro/Engineer與ANSYS接口的研究
    3.3 頂部支架模型及基本假定
        3.3.1 模型簡化的基本原則
        3.3.2 頂部支架三維設計模型
    3.4 頂部支架有限元模型
        3.4.1 有限元單元的選取
        3.4.2 有限元網(wǎng)格的劃分
        3.4.3 載荷及邊界條件的確定
    3.5 頂部支架有限元計算結果與分析
        3.5.1 試算分析
        3.5.2 計算結果
        3.5.3 計算結果分析
    3.6 本章小結
第4章 頂部支架有限元模態(tài)分析
    4.1 引言
    4.2 應用有限元法對頂部支架進行模態(tài)分析
        4.2.1 頂部支架有限元模型
        4.2.2 頂部支架有限元模態(tài)計算結果
    4.3 計算結果分析
    4.4 本章小結
第5章 頂部支架結構的優(yōu)化設計
    5.1 引言
    5.2 基于ANSYS的優(yōu)化設計過程
    5.3 頂部支架的優(yōu)化設計分析
        5.3.1 初始設計分析
        5.3.2 優(yōu)化設計有限元模型
        5.3.3 優(yōu)化設計分析文件的編寫
        5.3.4 優(yōu)化變量的確定
        5.3.5 搜尋設計域
        5.3.6 優(yōu)化結果分析
    5.4 頂部支架的試制
    5.5 本章小結
全文總結與展望
    工作總結
    展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文及所獲獎勵



本文編號：3789293