基于有限元的AMS-02顶部支架结构分析与优化设计

发布时间：2023-04-11 04:09

　　本文以AMS-02(The Alpha Magnetic Spectrometer)国际合作项目为基础,利用大型有限元分析软件ANSYS8.0,对AMS-02的顶部支架(Top Bracket)进行有限元结构分析和优化设计。 在系统学习ANSYS8.0和Pro/E的基础上,分析了顶部支架的结构特点,在Pro/E中建立了三维模型,利用接口技术,实现了数据共享;根据有限元离散化的思想,建立了有限元模型,进行了合理的网格划分,施加了合理的边界条件,进行分析计算。通过试算分析,找到了一种较为合理的有限元计算模型。根据有限元分析的结果,利用强度理论,对顶部支架进行了强度校核。 对顶部支架进行了模态分析,计算出了前10阶固有频率和固有振型,为修正设计提供了理论依据。 利用优化设计技术对顶部支架进行了优化设计。用ANSYS命令流代码编写了详细的分析文件;采用乘子优化工具搜寻设计域,通过直方图了解设计变量对目标函数和状态变量的影响;通过优化设计,我们找到了一个最佳的顶部支架设计参数。 根据优化的结果,利用Pro/E的数据共享功能,对顶部支架进行了试制。通过Pro/E的N...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 课题概述
        1.2.1 课题研究的现状
        1.2.2 课题研究的意义
    1.3 本文的选题依据和研究内容
    1.4 结构优化设计在AMS-02工程中的应用
第2章 有限元法在结构分析及优化设计中的应用
    2.1 引言
    2.2 有限元方法及其分析软件
    2.3 有限元法在结构分析中的应用
    2.4 有限元法在优化设计中的应用
        2.4.1 结构优化模型
        2.4.2 结构优化算法
        2.4.3 ANSYS优化设计步骤
    2.5 本章小结
第3章 顶部支架有限元建模与静力分析
    3.1 引言
    3.2 Pro/Engineer与ANSYS接口的研究
    3.3 顶部支架模型及基本假定
        3.3.1 模型简化的基本原则
        3.3.2 顶部支架三维设计模型
    3.4 顶部支架有限元模型
        3.4.1 有限元单元的选取
        3.4.2 有限元网格的划分
        3.4.3 载荷及边界条件的确定
    3.5 顶部支架有限元计算结果与分析
        3.5.1 试算分析
        3.5.2 计算结果
        3.5.3 计算结果分析
    3.6 本章小结
第4章 顶部支架有限元模态分析
    4.1 引言
    4.2 应用有限元法对顶部支架进行模态分析
        4.2.1 顶部支架有限元模型
        4.2.2 顶部支架有限元模态计算结果
    4.3 计算结果分析
    4.4 本章小结
第5章 顶部支架结构的优化设计
    5.1 引言
    5.2 基于ANSYS的优化设计过程
    5.3 顶部支架的优化设计分析
        5.3.1 初始设计分析
        5.3.2 优化设计有限元模型
        5.3.3 优化设计分析文件的编写
        5.3.4 优化变量的确定
        5.3.5 搜寻设计域
        5.3.6 优化结果分析
    5.4 顶部支架的试制
    5.5 本章小结
全文总结与展望
    工作总结
    展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文及所获奖励



本文编号：3789293