經驗公式
關注創建者：正一算法程序 創建時間：2019-03-03
經驗公式的視頻教程
Abaqus在石油鉆井領域的應用——鉆頭破巖分析
隨著深層、超深層及非常規油氣資源的開發，鉆井面臨高溫高壓、復雜地層應力及各向異性巖層等挑戰，傳統經驗公式和簡化模型難以準確預測井下動態行為。Abaqus通過建立鉆柱-井眼-地層系統的三維有限元模型，可模擬鉆柱的渦動、屈曲、疲勞損傷過程，分析鉆井液壓力與地應力耦合作用下的井壁坍塌風險，優化井眼軌跡設計。其巖土力學模塊能再現PDC鉆齒與頁巖/碳酸鹽巖的相互作用，為鉆頭選型與參數優化提供依據。
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LS-DYNA施加爆炸應力波曲線法模擬巖石爆破裂紋擴展
介紹直接對巖石加載爆炸應力波曲線的方法模擬爆破過程，包括從論文獲取爆炸應力波曲線經驗公式、繪制曲線和導入k文件、數值建模及后處理。相比于傳統的流固耦合法，操作更加簡便，求解效率高。若對學習有幫助，期待5星好評。
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workbench 水力載荷作用下的受力分析
壓力容器在特定載荷比如內壓、液體或者振動循環載荷作用下，會產生應力集中，應力損傷的現象；對于工程上的壓力容器設計以及制造，遵循的設計手冊考慮的是經驗公式與部分理論的結合，對于壓力容器中，部分設計準則存在太大安全系數的問題，會損耗材料，增加成本。 運用workbench進行實際工況下的模擬，最大限度的還原壓力容器工作情況，為設計的指導以及部分區域的校核提供幫助。
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經驗公式的實例教程
對于不可壓縮橡膠材料，小應變時，其剪切模量與材料系數的關系如下：
代入式（4）可得：
因此，在知曉G和E的前提下，僅需確定C2/C1即可得到Mooney?Rivlin模型的本構參數，G和E可通過相關實驗的經驗公式結果獲取，問題轉化為確定C2/C1的值。
根據相關實驗結果數據，橡膠材料的彈性模量E或剪切模量G與其邵氏硬度HS之間有如下幾個經驗關系式：
將式（6）或（7）與經驗公式結合即可計算不同硬度下的Mooney?Rivlin模型的本構參數如表1（基于經驗公式（8））、表2（基于經驗公式（9））和表3（基于經驗公式（10））所示。
經過表（1）、（2）、（3）中的數據比對，各表中的數據稍有差別，這是因為實驗條件、實驗材料之間的差異，其中表（2）中參數值偏低，表（3）中參數值偏高，因此選定表（1），基于經驗公式（8）來仿真確定C2/C1的值，以此進一步獲得C1和C2具體參數值。
三、仿真分析
單軸壓縮實驗是材料力學性能測試的基礎性試驗，在材料科學和工程領域中具有重要的地位和作用，在材料領域，其可以提供材料在受壓條件下的應力-應變關系，從而幫助了解材料的彈性模量、屈服強度、極限強度等力學性能，這些參數對于材料的設計、選擇和應用具有重要意義；在工程領域，其可以評估材料的承載能力、變形特性以及在不同環境條件下的穩定性，從而確保工程結構的安全可靠。
本文采用LS-DYNA中的隱式算法對橡膠材料進行準靜態壓縮仿真研究，以進一步確定較優的Mooney?Rivlin模型的材料系數。
展開 拉深力在實際生產中常用經驗公式進行計算，圓筒形拉深件通常用以下經驗公式計算拉深力：
1.采用壓邊圈時
首次拉深 F=πd1 tσb K1
以后各次拉深 F=πdi tσb K2 (i=2,3,....n)
2.不采用壓邊圈拉深時
首次拉深 F=1.25π（D-d1）tσb
以后各次拉深 F=1.3π（di-1-di）tσb (i=2,3,...n)
式中，F---拉深力；
t---板料厚度；
D---坯料直徑；
d1,d2,...,dn--各次拉深后的工序直徑；
σb-拉深件材料的強度極限；
K1,K2,--修正系數。
應該說明的是，由于經驗公式忽略了許多因素，因此計算結果并不十分準確。
展開 今天分享鋼的力學性能及熱處理工藝經驗公式73個，供大家參考學習！
圖4 2種刀具不同區域的切削力對比
3.2 切削力經驗公式參數分析
在不考慮刀具磨損的情況下，切削力的經驗公式見式（1），考慮刀具后刀面平均磨損時，切削力的經驗公式見式（2）。
式中，F切削力（N）；a是修正系數；b是常數；c是常數；d是常數；v是切削速度（m/min）；ap是切削深度（mm）；f是進給量（mm/z）。
式中，F切削力（N）；a是修正系數；b是常數；c是常數；d是常數；e是常數；v是切削速度；ap是切削深度（mm）；f是進給量（mm/z）；VB是刀具后刀面磨損量（mm）。
采用線性回歸的方法，獲得2種刀具的A、B區域和考慮VB即刀具磨損的切削力計算公式，金屬陶瓷刀具和硬質合金刀具的切削力經驗公式參數見表2和表3。根據參數項的變化分析各因素對切削力的影響，金屬陶瓷刀具切削力經驗公式參數的變化如圖5所示。由圖5a可知Fy的常數a最大，且刀具磨損較大時，常數a也越大。考慮刀具磨損后，公式中的常數a與B區域中的相似。
表2 金屬陶瓷刀具的切削力經驗公式參數
表3 硬質合金刀具的切削力經驗公式參數
圖5 金屬陶瓷刀具切削力經驗公式參數的變化
硬質合金刀具的切削力經驗公式參數如圖6所示，由圖6可知，B區域和考慮刀具磨損的切削力經驗公式參數，趨勢非常相似，且Fx和Fy的b、c和d的數值變化都較小，但常數a的數值減少明顯。由圖5和圖6可知，刀具未磨損時，隨著切削速度的增加切削力整體的趨勢是減少；刀具磨損后，切削速度增加導致切削力增加。
展開 然后，研究人員按照各種經驗公式，設置破壞的演變方式，使大壩缺口同時進行拓寬和加深，即可完成對漫堤式潰壩的簡單物理模擬。
05 缺口變化公式
缺口會隨著水流的沖刷，按照設定的經驗公式，往橫向垂向逐漸擴展。大部分經驗公式在簡化計算后，假定缺口的最終形狀為矩形。只有Froehlich經驗模型將缺口的最終形狀設置為梯形，并通過引入正弦處理，模擬出了先慢后快的變化速度。
1. 橫向經驗公式
缺口破壞的橫向變化，表現為向著初始缺口位置的上游和下游，對稱地進行橫向拓寬。缺口寬度B在不同的經驗模型中有著不同的計算方式，如表1所示。
2. 垂向經驗公式
缺口垂向變化的經驗模型則較為統一，大部分模型認為缺口高度與時間呈線性關系，逐步加深至壩基的剛體部分。公式如下：
其中：
- ZB0：缺口的初始水深
- ZBmin：壩基高度，即缺口可以達到的最低高度
- Td：垂向缺口完全侵蝕的總時長。一般為橫向侵蝕總時長的1/10
3. Froehlich改進公式
Froehlich提出了一個經驗公式，用正弦曲線表述缺口隨時間的變化，從而反映出缺口開始時較慢增長，然后加速，之后又是另一個緩慢增長的階段。缺口輪廓最終會演化為梯形。
其中：
- β，β1：受時間影響的變化系數
- Tf：橫向缺口完全侵蝕的總時長
- Td：垂向缺口完全侵蝕的總時長
06 模型設置
缺口模塊設置好后，便對河道水動力進行設置。在研究河段生成0.5 m的三角形網格，上下游分別規定輸入流量和水位流量關系曲線。在堤防另一側的漫灘處，添加自由水面，處于超臨界狀態的出口條件，以供漫堤的水流出。地理關系及邊界條件如下：
圖 2：模型設置的地理位置關系以及邊界條件
缺口處按照設定好的規則，隨時間沿垂向橫向變化。
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經驗公式的最新內容
由于繞組結構復雜、并聯電流分配不均以及磁通路徑強耦合，傳統經驗公式難以準確評估實際損耗。
本次分享將結合工程案例，系統介紹 LLC 電路激勵下磁集成器件的損耗分析思路，重點覆蓋初級 Litz 線串聯繞組、次級并聯銅片繞組的損耗計算方法，以及考慮磁集成特性的磁芯損耗建模。通過電路與電磁仿真的協同分析，展示如何在設計階段更可靠地評估損耗，為效率提升、結構選型與設計決策提供依據。
這正是傳統經驗公式難以準確描述的根本原因。
二、如何用RecurDyn建立落棒仿真模型？
針對上述復雜問題，本案例基于RecurDyn構建了完整的落棒仿真模型，涵蓋以下幾個關鍵環節。
1. 系統級動力學建模（MFBD）。 將控制棒組件與核燃料導向管統一納入多體柔性體動力學（MFBD）框架，實現結構運動、接觸作用與外部載荷的同步求解。
2. 柔性建模：FFlex。
Endurica的核心優勢體現在以下幾個方面：
01
基于物理的仿真模型
軟件內核基于斷裂力學理論，能夠依據材料的疲勞裂紋擴展數據直接預測產品壽命，仿真結果較傳統經驗公式更為可靠。
02
與主流FEA軟件無縫集成
支持直接讀取Abaqus、Ansys、Hexagon Marc等有限元分析結果，實現高效的工作流程整合。
2.如果利用硅材料對通信波段的光波進行調制，有如下經驗公式：
注： ：材料的折射率變化量， ：材料的光吸收系數變化量， ，
：電子和空穴在單位體積（cm-3）的濃度變化量。在1550 nm和1300 nm下，空穴的吸收系數變化更小，折射率系數變化更大。
單個液滴的碰撞效率η由經驗公式計算：
? 邊界條件：
氣相入口：采用質量流量入口。
液相入口：采用質量流量入口。
離散相邊界：所有壁面設置為trap（捕獲），出口設置為escape（逃逸）。
2.4 求解設置與除塵效率計算
計算采用基于壓力的耦合求解器，所有方程均采用二階迎風格式進行離散。除塵效率通過在文丘里進出口界面監測離散相的質量流量進行計算。
3.
只有粗略的解析公式或經驗公式可
用于計算阻抗，因此設計階段需要借助計算機仿真或測量。
過去，我們依賴公式和經驗做估算，設計上不得不留出5%~8%的性能冗余，來“保守達標”，這在材料價格持續上行的背景下，變得越來越不可持續。
我們嘗試借助 Altair RapidMiner? 構建 AI 預測模型，把研發人員擅長的“工藝經驗”和軟件平臺擅長的數據建模能力結合起來。
這里需要說明，由于理論公式對接觸應力及截面剪應力做了平均簡化處理，屬于半經驗公式，因此螺栓的設計強度定義了較保守值190MPa。而仿真分析模型建立了螺栓與周邊件的真實接觸關系，更能反應螺栓的局部應力集中現象，同時結合前期的項目經驗，仿真中的螺栓可看成一般零件處理，用材質的屈服強度作為強度失效的判斷指標。
過去，我們依賴公式和經驗做估算，設計上不得不留出5%~8%的性能冗余，來“保守達標”，這在材料價格持續上行的背景下，變得越來越不可持續。
我們嘗試借助 Altair RapidMiner? 構建 AI 預測模型，把研發人員擅長的“工藝經驗”和軟件平臺擅長的數據建模能力結合起來。
這里需要說明，由于理論公式對接觸應力及截面剪應力做了平均簡化處理，屬于半經驗公式，因此螺栓的設計強度定義了較保守值190MPa。而仿真分析模型建立了螺栓與周邊件的真實接觸關系，更能反應螺栓的局部應力集中現象，同時結合前期的項目經驗，仿真中的螺栓可看成一般零件處理，用材質的屈服強度作為強度失效的判斷指標。
