为减少在山西中部引黄工程中应用的某翻转式闸门的制造成本,利用ANSYS软件对其进行结构轻量化设计。采用APDL建立该翻转式闸门的参数化有限元模型并对其进行静力分析,通过比较在不同开启角度下闸门所受应力和变形情况,确定出最危险的工况,并在该工况下对闸门模型进行优化分析。优化选择对闸门重量、应力和变形影响较大的参数作为设计变量,以闸门的最大应力和最大位移作为约束条件,闸门的总重量作为目标函数,通过采用几种不同的优化算法对其进行优化分析。优化结果显示优化后闸门的总重量减轻13%,优化效果显著,且符合该闸门的强度和刚度要求,验证了该优化方法的可行性,为研究翻转式闸门的结构轻量化设计提供了有效参考。

针对多臂节机械臂架系统连杆计算效率不高,优化设计手段保守的问题,以混凝土泵车臂架作为典型工程装备部件,将臂节之间的油缸及连杆作为整体考虑成连杆组,利用ANSYS APDL语言对连杆组进行参数化建模,并在多工况下进行优化分析,得到连杆组的最优结构模型;通过结构应力试验,验证了计算方法的可行性。结果表明,参数化建模及优化设计的方法大大提高了连杆的计算效率,为多臂节机械臂架系统连杆的设计提供了一种可行且有效的方法,也为其他具有类似结构的产品设计提供了重要参考。

针对船体舱段进行ANSYS的有限元建模,基于VB和APDL语言确定建模思路,搭建了模型通用性的设计框架,研究了VB和ANSYS的接口技术,实现了ANSYS二次开发,提高了船体舱段的整体建模效率,在工程实际中有较大应用价值。

针对大型钢结构模块顶升装置中的支撑筒进行强度分析,分析结果表明其在夹持工况的等效应力远远小于在顶升工况时的等效应力。因此,选取顶升工况中的最大等效应力为状态变量,考虑顶升工况下的支撑筒,利用APDL零阶优化方法中的随机优化方法对支撑筒整体结构进行优化分析。结果表明,在满足夹持和顶升两种工况要求的情况下,支撑筒的体积得到了较好的改善,优化后的支撑筒体积比优化前减小了29.45%,同时得到了更为合理的支撑筒结构尺寸。

基于APDL语言,建立O形密封圈的有限元模型,并对O形密封圈在预压缩及油液压力综合作用的情况下进行密封性仿真分析,得到了O形密封圈的变形情况、力学性能和密封性能,为类似密封圈的设计分析和应用提供了理论依据。

将基于RAMP（rational approximation of material properties）的拓扑优化方法与商业有限元分析软件ANSYS相结合，基于ANSYS二次开发语言APDL和UIDL编制了结构拓扑优化程序，解决了ANSYS自带的拓扑优化模块中单元类型受限及不能应用于桁架结构拓扑优化的问题，拓宽ANSYS软件在结构拓扑优化方面的应用领域：该程序充分利用ANSYS丰富的单元类型、强大的计算和后处理能力，可以避免目前拓扑优化方法研究中采用其它编程语言所带来的建模、计算精度和后处理等复杂繁琐问题，有利于促进结构拓扑优化的研究和应用。以体积约束下刚度最大化C型夹结构拓扑优化作为算例，结果表明该程序能够取得良好的效果。

以沙沱垂直升船机本体段排架柱为对象,针对排架柱大跨度、超高及施工工期紧张的特点,采用钢结构柱方案。基于ANSYS的APDL参数化建模,建立排架柱有限元模型,并对排架柱进行了静力学分析,得到了排架柱整体变形与应力分布结果。将分析结果应用于实际工程中,为同类型排架柱的设计和优化工作提供了重要的参考依据。

针对灌区计量弧形闸门的结构特点,采用APDL参数化有限元分析技术,研究分析了在水压作用下,加强筋间距、板厚等关键结构参数对闸门变形的影响规律。结果表明：对于通用的跨度为1.5 m、弧形板半径为1.8 m的弧形闸门,当2根加强筋间距为580 mm、弧形板和挡水板的厚度分别为75 mm、50 mm时,闸门的强度、刚度符合使用要求,且材料使用较少,闸门总体较轻。

利用APDL参数化编程的方法对V锥流量计的悬臂支撑进行了参数化建模,运用ANSYS中优化模块对流量计悬臂支撑的尺寸进行了优化,其结果表明优化后悬臂支撑的受力情况得到了显著的改善,同时使得V锥流量计尺寸更加合理,并提高了材料的利用效率,实现了优化的意义。

结合钻修机结构分析的特点,以及石油行业标准和规范的规定,利用ANSYS提供的二次开发工具APDL,编制一个可视化操作的后处理程序,提出对受力分析结果实现自动校核的解决方案,并以模块化方式将程序功能进行封装,可以显著改善分析过程、提高分析效率、简化操作。