等效靜態法
關注創建者：CAE追夢者 創建時間：2020-04-27
等效靜態法的視頻教程
（SCI）隧道斷面分段開挖、循環掘進爆破-LS-DYNA等效爆炸荷載法+重啟動
采用LS-DYNA軟件復現SCI論文數值模擬內容，講解了如何利用等效爆炸荷載法和重啟動技術模擬隧道斷面分段爆破開挖、循環掘進，并且會對等效爆炸荷載法進行解析，建模方便且計算效率高，無需建立炸藥和炮孔。 若對學習有幫助，期待5星好評。
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等效靜態法的實例教程
摘要
針對航天永磁同步電機方案初步設計耗時長、過度依賴商業軟件的問題，基于磁路法和熱網絡法，提出了一套方案設計階段航天永磁同步電機磁熱性能快速預估與仿真方法。給出了定子內徑、定子外徑、鐵芯長度、匝數等關鍵參數的取值準則，建立了包含36個節點集總參數熱網絡模型，并以端部繞組為例給出了熱平衡方程的詳細推導過程。通過與成熟商業軟件對比，其電磁計算最大誤差出現在電流有效值上，偏差值為6.07%；與樣機實測值對比，繞組溫升最大誤差為7.3%，滿足方案設計階段預示精度要求，為方案設計階段航天永磁同步電機快速性能預估提供有力支撐。
引言
機電伺服系統作為伺服機構的重要一員，越來越多地應用到航天領域中。航天機電伺服系統具有短時高功率、長時低功率、制動負功率的特性，由于永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)高效率、高功率因數和高功率密度的特點受到航空航天領域研究者的廣泛關注。電機作為航天機電伺服系統的能量轉換裝置，其電磁、磁力轉化效率及熱損耗估算的快速性和準確性是產品研制的關鍵。現有電機電磁設計方法包括磁路法、解析法和有限元法等；熱設計方法包括熱路法、等效熱網絡法、有限元法和流體力學方法等。解析法在工程上常無法獲得精確解；有限元法依賴于詳細的幾何參數；在信息較少的方案設計階段均無法使用；磁路法和等效熱網絡法原理清晰、便于理解，常常用于性能的初步預估，但在航天領域，尚無文獻給出磁路法與等效熱網絡法用于電磁熱分析的詳細流程及各關鍵參數的取值準則。
基于此,本文提出了基于磁路法和等效熱網絡法的電機磁熱快速設計仿真方法。
展開 等效結構應力法是由美國新奧爾良大學焊接實驗室的Pingsha Dong博士等人基于斷裂力學及大量焊接試驗數據，研究出來的一種相對能準確預測焊縫疲勞壽命的方法。該方法采用網格不敏感結構應力計算方法及一條主S-N曲線預測焊接結構疲勞壽命，可以很好地解決結構應力對有限元網格大小的敏感性及焊接接頭S-N曲線選擇困難的兩個難題，從而減小了分析誤差，提高了預測精度。
在FE-SAFE軟件中，Verity模塊為一個焊縫疲勞分析專用模塊，其采用的即是等效結構應力方法。等效結構應力不僅考慮了焊趾缺口、焊接接頭板的厚度的影響、載荷模式的影響，還考慮了應力集中的影響。等效結構應力是基于結構應力計算得到的，結構應力由膜應力與彎曲應力組成，Verity模塊可以通過定義一些焊縫的信息參數及導入的通用有限元軟件（如ABAQUS軟件）節點力輸出結果來計算求得結構應力。
因此，在使用通用有限元軟件計算求解計算焊縫節點力時，需要對焊縫進行建模，如下圖所示：
將通用有限元軟件的分析結果導入FE-SAFE中之后，在Verity模塊中定義焊縫信息，如下圖所示：
定義完成需要計算壽命的所有焊縫信息后，點擊Analyse，即可求解得到結構應力，再定義載荷曲線、材料參數、選擇主S-N曲線標準差等完成焊縫疲勞分析。
基于FE-SAFE的等效結構應力法分析焊縫疲勞.pdf
展開 微分方程的等效積分形式
已知：微分方程組
（1）
且，
應滿足邊界條件：
（2）
表示對獨立變量（時間，空間）的微分算子
即：
因此有：
（3）
這里 ,表示函數向量，它是一組與微分方程個數相等的函數。
*（3）式是微分方程組（1）完全等效的積分形式。
同樣，在邊界上：
（4）
結合（3）式和（4）式：
（5）
則（5）式是等效于滿足微分方程（1）和邊界條件（2）的積分形式。當然（5）
必須是可積的。
展開 4.使用自己編寫的代碼計算兩種模型的焊趾等效結構應力，并計算損傷。
有意咨詢代碼或算法相關問題的可私聊我。
4 結論
在使用膠帶密封法研究某轎車車內氣動噪聲特性的過程中，通過結合傳統整車風洞試驗與靜態車身隔聲試驗的新方法，分析了車輛各密封部件對車輛動靜態泄漏噪聲的貢獻，得到了以下結論：
（1）結合膠帶密封法的靜態車身隔聲試驗可作為風洞試驗的有效補充，分離出泄漏噪聲中由于車身密封不佳產生的基礎隔聲問題；
（2）附加膠帶會改變部件支撐結構模態并影響傳聲特性，對車內噪聲帶來額外影響，試驗中應加以關注；
（3）泄漏噪聲風洞試驗貢獻量總體大于靜態車身隔聲試驗貢獻量，表明空腔噪聲與氣吸噪聲在實際泄漏噪聲中占主導；
（4）活動密封結構在外界流場作用下，容易出現密封空腔與孔隙，泄漏噪聲貢獻量較大，是整車泄漏噪聲改進的重點。
作者：楊志剛1，2，3，4，彭里奇1，2，沈 哲1，2，3，陳 力1，2
1.同濟大學，上海地面交通工具風洞中心
2.上海市地面交通工具空氣動力與熱環境模擬重點實驗室
3.同濟大學機械工程博士后流動站
4.北京民用飛機技術研究中心
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一套基于 MATLAB/Fortran 編寫的二維鍵基近場動力學（Bond-based Peridynamics）數值仿真代碼。程序采用經典的動態松弛算法（Dynamic Relaxation），將動力學方程轉化為解決準靜態問題的工具，模擬二維材料在單軸壓縮載荷下的響應及裂紋擴展過程。
準靜態模擬方案：利用動態松弛代碼，通過人為阻尼迭代，穩定求解準靜態單軸壓縮過程。
*本文投稿自汽車行業用戶方永利
本文采用 Altair OptiStruct 求解器在概念設計階段，通過引入拓撲優化技術，結合等效靜態載荷法，將沖擊工況的非線性動態載荷轉化為等效靜態載荷，與線性靜態工況結合進行多學科多工況的拓撲優化。此方法能夠在設計自由度較高的概念階段確定最優的材料分布和形狀，為后續減重降本設計奠定基礎。
*本文投稿自汽車行業用戶方永利
本文采用 Altair OptiStruct 求解器在概念設計階段，通過引入拓撲優化技術，結合等效靜態載荷法，將沖擊工況的非線性動態載荷轉化為等效靜態載荷，與線性靜態工況結合進行多學科多工況的拓撲優化。此方法能夠在設計自由度較高的概念階段確定最優的材料分布和形狀，為后續減重降本設計奠定基礎。
*本文投稿自汽車行業用戶方永利
本文采用 Altair OptiStruct 求解器在概念設計階段，通過引入拓撲優化技術，結合等效靜態載荷法，將沖擊工況的非線性動態載荷轉化為等效靜態載荷，與線性靜態工況結合進行多學科多工況的拓撲優化。此方法能夠在設計自由度較高的概念階段確定最優的材料分布和形狀，為后續減重降本設計奠定基礎。
且假人的各項數據無明顯變化，質量減少30%，理論上達到了省材減重的目的，當然仿真的可靠性離不開試驗數據的支持，對于理論的結果需采取與試驗對標的方式進行；
優化軟件計算得出的結果存在制造工藝的問題，需結合實際合理對結構進行重新設計；
本次優化響應選取的較為簡單，且靜態線性分析與真實的碰撞工況存在偏差；因此，想要得出更精確地結果，對于邊界條件的設置以及優化響應的選取需要進行更深入的研究，比如等效靜態載荷法
建立了以殼單元和實體單元建模的焊縫模型，并標記了焊趾點位置。
2.在不同的兩個工況天下對模型施加兩種載荷，并計算焊趾處的節點結構應力。
3.提取兩種模型焊趾處的節點力。
4.使用自己編寫的代碼計算兩種模型的焊趾等效結構應力，并計算損傷。
摘要
針對航天永磁同步電機方案初步設計耗時長、過度依賴商業軟件的問題，基于磁路法和熱網絡法，提出了一套方案設計階段航天永磁同步電機磁熱性能快速預估與仿真方法。給出了定子內徑、定子外徑、鐵芯長度、匝數等關鍵參數的取值準則，建立了包含36個節點集總參數熱網絡模型，并以端部繞組為例給出了熱平衡方程的詳細推導過程。通過與成熟商業軟件對比
［摘要］本文對汽車泄漏噪聲產生機理及其研究方法進行了概述，并分別對試驗車輛進行動態的風洞車內噪聲試驗與靜態的車身隔聲試驗。試驗中采用膠帶密封法，對門、側窗、天窗和風窗等不同部位密封的動、靜態泄漏噪聲貢獻量進行了分析，分離出不同機理產生的泄漏噪聲。結果表明，空腔噪聲與氣吸噪聲是汽車實際泄漏噪聲的主導成分，活動密封結構對泄漏噪聲的貢獻更大。
前言
隨著汽車產業的發展，車內噪聲成為評價汽車性能的重要指標
一般在焊接結構疲勞分析中存在兩個關鍵問題：一是焊接接頭的分類如何把握；二是焊接部位往往是應力比較集中的區域，很難準確計算出應力的分布。等效結構應力法是由美國新奧爾良大學焊接實驗室的Pingsha Dong博士等人基于斷裂力學及大量焊接試驗數據，研究出來的一種相對能準確預測焊縫疲勞壽命的方法。該方法采用網格不敏感結構應力計算方法及一條主S-N曲線預測焊接結構疲勞壽命，可以很好地解決結構應力對有限元網格大小的敏感性及焊接接頭
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