前端框架
關注創(chuàng)建者：Leon_sun 創(chuàng)建時間：2019-12-04
前端框架的視頻教程
基于OptiStruct的振動力學/結構動力學分析
第2章 諧響應分析：本案例源于具體項目（前端框架），從完全法和模態(tài)疊加法出發(fā)，分別進行諧響應分析。 第3章 響應譜分析：根據輸入的頻率-加速度曲線，得到結構應力結果，查看結構是否有破壞。 第4章 隨機振動分析：采用與實驗方法一致的輸入條件，針對實際案例，檢查結構設計是否合理。 第5章 瞬態(tài)動力學：從完全法和模態(tài)疊加法出發(fā)，分別進行瞬態(tài)動力學分析。
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HyperMesh網格劃分從入門到精通
本系列網格視頻錄制主要涉及軟件網格劃分面板的詳解、網格質量標準解讀、四面體網格劃分（導槽導軌）、雙色注塑件網格劃分（B柱）、六面體網格劃分（航空座椅支架）、六面體高級網格快速劃分（鉸鏈支架）、中面四邊形網格（前端框架）………… 本系列網格視頻制作時間非常長，預估10個小時以上，因此采用陸續(xù)更新的方式，每更新一章節(jié)，價格會隨之上漲，所以需要購買的朋友請盡早。
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前端框架的實例教程
1 概述
隨著新車市場開發(fā)的快速化發(fā)展，汽車零部件開發(fā)周期急劇縮短，作為汽車重要零部件產品之一的前端框架，其性能指標種類繁多，目標要求也十分嚴格。因此，要在有限的開發(fā)周期內設計出滿足所有性能指標且重量最優(yōu)化的全塑前端框架，其難度可想而知 [1-2]。
本文借助Altair HyperWorks軟件中的HyperMesh對汽車全塑前端框架進行前處理，運用OptiStruct求解器模塊進行拓撲優(yōu)化分析[3]，通過對全塑前端框架進行多次拓撲優(yōu)化分析后，得到滿足所有性能工況且重量最優(yōu)的造型數據，指導3D數據設計。本方法下的全塑前端框架同比早期開發(fā)的產品，周期更短，重量最輕，且結構滿足所有性能指標[4]。
2 拓撲優(yōu)化數學模型的建立
連續(xù)體結構拓撲優(yōu)化數學模型如公式（1）所示：
3 拓撲優(yōu)化有限元模型的建立
3.1 網格劃分
為了反映拓撲優(yōu)化后前端框架加強筋的寬度以及料厚的分布情況，設計前端框架拓撲優(yōu)化分析的單元類型為四面體網格，單元尺寸大小為1.5mm，其余金屬部件（除拉鉚螺母、嵌件等部件）抽取中面進行四邊形網格劃分，單元尺寸為4.0mm。
3.2 材料與屬性
計算中所使用的材料參數見表1，長度單位為：mm。全塑前端框架真實應力-應變關系曲線如圖1所示，考慮玻纖取向的影響，因此，其彈性模量選擇玻纖45°方向。
展開 但是，由PP-LGF材料制備得到的前端框架在高溫環(huán)境下，由于本身塑料制件的內部分子流動性增加，導致材料本身在高溫環(huán)境下會出現(xiàn)力學強度的衰減；同時，前端框架在實際工況中，當受到風阻較大時，汽車引擎蓋會將前端框架的鎖扣區(qū)域破壞。因此，需要建立一套表征前端框架在高溫環(huán)境下鎖扣區(qū)域強度的合適的方法，找出影響產品剛度可靠性的薄弱點。
1. 方案設計思路
前端框架的力學試驗包括：鎖扣區(qū)域剛度和強度試驗（包括高溫、常溫以及低溫），機蓋鎖扣的保持力試驗，冷卻模塊安裝點的剛度試驗，保險杠安裝點剛度試驗，緩沖塊區(qū)域剛度試驗，扭轉剛度試驗，中冷器安裝點剛度等。
需要通過多功能剛度平臺設備對模擬實車安裝狀態(tài)的前端框架進行鎖扣區(qū)域的強度測試，確認到底是材料的原因，還是結構設計的原因。
圖1（A）多功能剛度平臺設備整體外觀圖；
（B）多功能剛度平臺原底座上增加一套固定下端拉伸夾具的底板后的整體外觀圖；
（C）上端作動缸體連接拉伸試驗上夾具，下端底板固定拉伸試驗下夾具；
（D）多功能剛度平臺測試測試伸樣條示意圖
2. 前端框架整體搭建方式的差異性
分別進行了高溫鎖扣區(qū)域的鎖扣強度測試，具體的搭建和測試結果如下：從圖2（A）和圖2（B）的結果可以看出，當作動缸體和安全鎖扣所在的切線方向的夾角為12°時，其前端框架高溫鎖扣區(qū)域的極限強度為2983 N，相比較當作動缸和安全鎖扣的切線方向平行時的極限強度2800 N要更高一些，這主要的原因是由于當存在角度為12°時，并且假定前端框架高溫鎖扣區(qū)域的強度為Fmax，則當作動缸的方向的力值≥Fmax/Cos12°時，前端框架的安全鎖扣將會被拔出。
展開 基于MeshFree的前端框架無網格力學分析
孫正峰
成都航天模塑股份有限公司
1、前言
最近研究了無網格劃分軟件MIDAS MeshFree，發(fā)現(xiàn)其功能非常強大，而且操作簡單，不僅適用于單品分析，同時也適用于總成研究分析。以下是基于某項目前端框架，通過MeshFree、通用有限元軟件及實驗三者對比研究。
2、前端框架
某項目前端框架，其結構如圖1所示：
圖1 前端框架結構
圖1所示包括前端框架本體、鎖扣金屬嵌件、防撞梁及實驗工裝等。
由于前端框架與工裝為螺釘緊固連接，工裝固定在地面上，工裝剛性無限大，因此，可以將與工裝螺釘連接處固定約束，共計12處約束，如圖2所示：
圖2 導入MeshFree中的前端框架模型
此項目前端框架分析的工況如下：
1、鎖扣﹢Z向剛度：常溫下，在鎖扣受力點處沿+Z方向施加600N載荷；
2、鎖扣+X向剛度：常溫下，在鎖扣受力點處沿+X方向施加150N載荷；
3、散熱器安裝點剛度：常溫下，在散熱器安裝孔分別沿-Z方向施加350N載荷；
4、鎖扣強度（極限拉力）：常溫下，在鎖扣固定區(qū)域沿+Z方向施加4000N載荷。
由于MeshFree軟件中自帶的材料庫沒有PP+LGF30，因此，需要添加該材料屬性，此時需要注意單位，最后對框架本體賦予屬性，其余金屬環(huán)境件賦予STEEL屬性。
展開 本文是基于某款前端框架，在產品設計初期，對其進行拓撲優(yōu)化，以達到減重和滿足功能指標。首先采用Altair Inspire無網格拓撲優(yōu)化分析，接著采用OptiStruct有網格拓撲優(yōu)化分析，最后二者進行對比，得出結論。
本次拓撲優(yōu)化的工況如下：
1、前鎖罩剛度，+Z向，在鎖扣質心處施加1000N；
2、前大燈支架剛度，+Z向，前大燈支架安裝孔，100N；
3、散熱器安裝點剛度，-Z向，在散熱器質心處施加600N；
4、一階固有頻率≥35Hz。
Altair Inspire模型設置如圖1所示：
圖1 Altair Inspire模型設置
由圖1可知，灰色部分為非設計區(qū)，籬笆色部分為設計區(qū)，約束部位如圖中紅色圓柱部位，拔模方向為+Y方向。
優(yōu)化設置的質量目標為：設計空間總體積的20%。
Altair Inspire優(yōu)化結果如圖2所示：
圖2 Altair Inspire優(yōu)化結果
由圖2可以看出，拓撲優(yōu)化后的一階固有頻率=35.0Hz，滿足目標要求。
展開 塑料前端框架的快速仿真
前端框架本體作為一個較為復雜的塑料件，使用傳統(tǒng)的有限元軟件，在前處理這一步上非常地耗時。如下圖所示，前端框架的整體、局部細節(jié)圖（hypermesh中打開）。
圖1.1 前端框架整體圖示
圖1.2 前端框架局部圖示
如上圖所示，前端框架本體長、寬、厚尺寸分別為956mm、552mm、182mm。帶有很多加強筋（包含拔模角）。使用傳統(tǒng)的分析流程，在網格劃分這一步通常就會花費數天時間。而借助SIMSOLID無需劃分網格的特點，即可節(jié)約可觀的時間。以下是在SIMSOLID中求解流程。
導入模型。
使用中發(fā)現(xiàn)，不同軟件版本對導入不同類型的模型（片體、實體）的效果及求解存在差異。具體比較見附錄。
由于導入的是裝配體，SIMSOLID會提示零件之間干涉信息。此算例僅針對塑料本體做分析，因此刪除多余的螺釘、鈑金件等零件。使用軟件自帶材料庫中塑料材料參數，賦材料。選擇“結構線性”求解。分別約束前照燈支架安裝點、防撞梁安裝點、防撞梁支撐安裝點（Immovable）。在鎖扣安裝點施加載荷。選擇Remote load，加載點位于螺栓孔圓心（此算例中，坐標從hypermesh取得。由于SIMSOLID針對設計工程師，因此從CATIA等CAD軟件獲取坐標亦很方便）。加載面選擇該螺栓對塑料本體作用面。以上就是此算例整個前處理流程，非常方便，總共不超過5分鐘。設置完畢的模型如下圖所示。
圖1.3 模型約束、加載后狀態(tài)
提交求解。求解進程亦很快捷，個人PC不超過1分鐘即求解完畢。
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前端框架的最新內容
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課程結束后，你將能夠：
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本系列文章致力于實現(xiàn)“手搓有限元，干翻Ansys的目標”，基本框架為前端顯示使用QT實現(xiàn)交互，后端計算采用Visual Studio C++。
Matrix類
矩陣基本類，用于有限元矩陣計算。
1、public function
1.1、構造函數與析構函數
構造函數用來初始化矩陣，析構函數用來釋放內存。
新版SimManager采用互聯(lián)網流行的Angular前端框架
經測試分析，電子冷卻水泵噪聲主要貢獻頻率為基頻78Hz、諧頻310Hz、387Hz、464Hz、542Hz，見圖17紅色曲線，通過管路由前端框架和車身前橫梁管夾傳遞到車內。
分鐘搞定仿真分析之材料非線性案例
MeshFree|節(jié)點細部分析
MeshFree|沖壓機 疲勞分析
MeshFree|簡支結構實體與對比
MeshFree|
梁撓度手算vs實驗vs電算
MeshFree|制度盤熱分析對比
MeshFree|水輪機快速仿真設計
基于MIDAS MeshFree的汽車前端框架分析
沖擊載荷與接觸在汽車碰撞過程中是一動態(tài)接觸問題，影響著分析的全過程，本文保險杠碰撞方式采用100%重疊正面剛性壁碰撞，主要是探究再生料和原料性能差異，利用軟件對保險杠進行動態(tài)仿真分析，對碰撞沖擊過程采用顯式動力學計算理論進行求解，保險杠數模和零部件如下圖1：
圖1 保險杠數模和零部件圖
前保險杠是薄壁結構，厚度2mm，數模由幾萬個曲面構成，元素太多仿真時間太長，對電腦配置要求極高，所以將前端框架結構簡化
考慮后碰性能對材料要求相對略低，后部采用鋁材降低車身重量，同等結構下采用鋁材比鋼材減重65.60%，減重效果明顯；車門系統(tǒng)除后行李箱蓋總成外均采用鋁材，而后行李箱蓋鴨尾造型不滿足鋁板沖壓要求是其放棄鋁材的主要因素；車身鋁合金占比下降至21.18%，對比同類車型鋁占比處于中高水平；降低鋁材比重的同時，PHS和UHSS鋼板占比有了較大提升，可達到車身重量的15.23%，同類車型中對比處于中等水平；前端框架采用纖維增強塑料
但是，由PP-LGF材料制備得到的前端框架在高溫環(huán)境下，由于本身塑料制件的內部分子流動性增加，導致材料本身在高溫環(huán)境下會出現(xiàn)力學強度的衰減；同時，前端框架在實際工況中，當受到風阻較大時，汽車引擎蓋會將前端框架的鎖扣區(qū)域破壞。因此，需要建立一套表征前端框架在高溫環(huán)境下鎖扣區(qū)域強度的合適的方法，找出影響產品剛度可靠性的薄弱點。
1.
百度 AR 技術小組提出的 ICE-BA(incremental,consistent and efficient bundle adjustment) 沿 用了 OKVIS 以及 VINS-Mono 這一類框架。
但受限于整車造型，前端框架存在最大邊界，散熱器和中冷器難以增大迎風面積，因此想要增強冷卻模塊的散熱能力，提高風扇風量也是比較好的選擇。綜合考慮風扇性能和噪音，將風扇轉速由當前的2500r/min提升至2600r/min左右，并進行實車試驗。在試驗中通過外接電源的方式來驅動風扇，通過提升電流來提高風扇轉速，試驗結果，如圖6所示。
