強度分析
關(guān)注創(chuàng)建者：李旭峰 創(chuàng)建時間：2015-08-20
強度分析的視頻教程
基于Ansys的船舶板架結(jié)構(gòu)強度分析
基于Ansys的船舶板架結(jié)構(gòu)強度分析 基于Ansys的船舶板架結(jié)構(gòu)強度分析（免費） 【已結(jié)束】 直播時間：4月29日 19:30 適用人群：有限元分析初學(xué)者，結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師 課程將以船舶行業(yè)開始，引入船舶結(jié)構(gòu)強度的重要性，進而闡述結(jié)構(gòu)強度的做法。 希望通過本課程讓大家對結(jié)構(gòu)強度分析有一個概念，更好的利用有限元分析來優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計。
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后排座椅和安全帶固定點強度分析
一：安全帶固定點強度分析軟件設(shè)施包括以下內(nèi)容： 前處理： HYPERMESH； 后處理： HYPERVIEW； 求解器：LS-DYNA 971。 二：初始條件和邊界條件 約束白車身前面斷開處和后面的六個自由度； ?在座椅上的加載座椅質(zhì)量的20倍載荷； 按照法規(guī)要求對人體模塊施加載荷。
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軌道車輛車輪車軸（輪對）強度分析教程視頻SolidWorks+HyperMesh+ABAQUS/ANSYS聯(lián)合仿真
利用ABAQUS和ANSYS軟件建立輪對的強度分析模型：網(wǎng)格模型導(dǎo)入、定義輪軸過盈配合、車輪旋轉(zhuǎn)速度、添加約束和載荷，進行靜力學(xué)分析、對計算結(jié)果進行查看。 本視頻講解的較為細(xì)致，尤其適合鐵路車輪車軸分析及ABAQUS、ANSYS、Hypermesh、SolidWorks聯(lián)合仿真的初學(xué)者，視頻時長充足。講解風(fēng)格不宜或講解不足之處，歡迎各位指正；因視頻制作耗費了大量的時間，所以需要付費觀看。
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強度分析的實例教程
卡扣強度分析 適合初學(xué)者
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問題描述：模具成形過程中在沖壓力的作用下模具變形的控制至關(guān)重要，其大小對成形精度有著顯著影響，模具強度分析研究模具在沖壓力作用下模具變形大小，發(fā)現(xiàn)模具薄弱位置，問題在于直接研究必須將上下模具定義為柔性體，模具本身體積較大導(dǎo)致離散后單元數(shù)量十分龐大，仿真計算周期漫長。本例通過簡單U形件模型詳細(xì)介紹模具剛體化進行沖壓成形分析，然后提取界面接觸力施加于模具本身進行變形研究在模具強度分析中的應(yīng)用。
內(nèi)容包括：
1、模型前處理（幾何前處理+網(wǎng)格劃分，工具：Hypermesh）
2、載荷集、約束集創(chuàng)建，只需創(chuàng)建節(jié)點集合（工具：Hypermesh），載荷及約束可在后續(xù)編寫關(guān)鍵字文件（工具：Lsdyna）時添加
3、模具剛體化，用上下模具模面代替模具整體進行沖壓成形分析及接觸力提取（工具：Lsdyna）
4、數(shù)據(jù)處理（工具：Matlab），步驟3中的接觸力為不同時刻的接觸力，在模具強度分析時需要將各個時刻的接觸力轉(zhuǎn)化為載荷施加在模具上，兩種數(shù)據(jù)格式不一致，需進行格式轉(zhuǎn)化。
5、成形過程中各時刻模具強度分析（工具：Hypermesh-Optistruct）
注：將整個沖壓成形分析分解成研究模具在各個時刻的靜力分析進行模具強度研究。
展開 一般而言，船體結(jié)構(gòu)的極限強度可通過估算結(jié)構(gòu)對下列四種破壞形式中任一種的抵抗能力來決定：
1、屈曲或后屈曲失穩(wěn)；
2、由屈服引起的塑性破壞：
3、過載下的脆性斷裂；
4、因應(yīng)力脈動的反復(fù)作用而產(chǎn)生的疲勞斷裂。
三、船舶和海洋工程結(jié)構(gòu)極限強度分析
1、加筋板的極限強度分析
船體板是船體結(jié)構(gòu)的基本組成部分，研究船體結(jié)構(gòu)的極限強度計算，首先得從板的極限強度計算分析開始。船體板及加筋板的極限強度研究方法從數(shù)學(xué)手段上看，可以分為解析法、半解析法和數(shù)值方法。從分析方法上可分為利用有效帶板寬度概念的方法、利用試驗數(shù)據(jù)回歸的經(jīng)驗公式法和應(yīng)用相關(guān)方程的方法。
Paik等研究了彈性扭轉(zhuǎn)約束邊界條件下板的屈曲強度特征，并得到了支撐構(gòu)件沿一邊或四邊彈性扭轉(zhuǎn)約束條件下的屈曲強度的簡單設(shè)計公式。Steen等推導(dǎo)了雙軸向壓應(yīng)力和側(cè)向壓應(yīng)力共同作用下板的屈曲和極限強度的簡化方程。Paik等推導(dǎo)了在雙軸向壓應(yīng)力、邊緣剪應(yīng)力和側(cè)向壓應(yīng)力作用下，簡支板的彈性屈曲方程，后來又將殘余應(yīng)力考慮到屈曲設(shè)計公式中去。Yao等研究了單軸向壓應(yīng)力作用下焊接殘余應(yīng)力和初始變形對板的屈曲和極限強度的影響。大多數(shù)船級社關(guān)于船體板的彈塑性屈曲強度的計算采用的是Johnson-Osten-feld公式，該公式是通過一種修正系數(shù)的方法把塑性屈曲強度用彈性屈曲強度來衡量。Paik和Fu-jikubo等通過建立在非線性有限元方法基礎(chǔ)上的曲線擬合得到了新的塑性屈曲強度修正經(jīng)驗公式。
2、船體板架極限強度分析
船體板架是船體結(jié)構(gòu)最主要的組成部分。對船體板架穩(wěn)定性的計算分析，是船體結(jié)構(gòu)極限強度分析的主要內(nèi)容之一。早期對船體板架穩(wěn)定性問題的計算分析，主要是基于經(jīng)典的邊界條件下進行，即假定船體板架邊界是簡單支持或剛性固定。
展開 本文應(yīng)用HyperWorks進行扭力梁強度分析，找出了扭力梁開裂的根本原因。通過對扭力梁結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，達(dá)到了扭力梁的強度疲勞設(shè)計目標(biāo)。
關(guān)鍵詞：HyperWorks 扭力梁 強度 優(yōu)化
1 引言
某工裝車在可靠性道路試驗中，發(fā)現(xiàn)扭力梁下加強板多處開裂，如圖1所示。扭力梁作為后懸架重要的支撐和性能部件，如果不及時整改，將會嚴(yán)重影響整車的可靠性、操縱穩(wěn)定性、平順性等性能的充分發(fā)揮，甚至?xí)a(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患問題。所以，必須找出引起扭力梁開裂的根本原因，從源頭上解決該問題以提高產(chǎn)品質(zhì)量，滿足汽車研發(fā)中扭力梁可靠性使用要求。
本文通過HyperWorks軟件，建立扭力梁有限元模型進行強度分析，分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)扭力梁開裂處出現(xiàn)極大的應(yīng)力集中，容易導(dǎo)致疲勞開裂，這與試驗結(jié)果十分吻合。通過對扭力梁進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和強度分析，達(dá)到了扭力梁的強度疲勞設(shè)計目標(biāo)。
2 扭力梁強度分析
2.1有限元模型
根據(jù)扭力梁的結(jié)構(gòu)特點，對整個扭力梁和焊縫均采用殼單元在HyperMesh中進行網(wǎng)格劃分，實心扭力桿和橡膠襯套采用六面體單元模擬，有限元模型如圖1所示。
2.2 材料屬性
為了提高計算結(jié)果的精度，計算中考慮了材料非線性和幾何非線性，所以扭力梁使用的各種材料（如B510L、Q235、DC04等等）不僅給出了它的彈性模量和泊松比，還給出了材料發(fā)生塑性變形后的應(yīng)變和應(yīng)力的關(guān)系曲線。
2.3 強度分析工況和設(shè)置
懸架系統(tǒng)承受路面沖擊載荷的大小與車輛行駛速度、路面狀況和載重量等因素有關(guān)。采用慣性釋放方法，本文主要分析扭力梁在扭轉(zhuǎn)極限工況下的強度，扭轉(zhuǎn)極限工況下扭力梁各個接附點的載荷已通過多體動力學(xué)軟件計算得到，如表1所示。
展開 摘 要：為了降低某液壓支架底座工作時的最大應(yīng)力，提高其安全性，使用ABAQUS軟件對3種工況下的底座進行強度分析，找出底座的薄弱點。對底座重新進行參數(shù)化建模，使用Isight軟件聯(lián)合Catia和ABAQUS對底座進行優(yōu)化分析。優(yōu)化后，液壓支架底座在3種工況下最大應(yīng)力值有顯著降低，且整體重量下降9.7%.對液壓支架底座的分析與優(yōu)化，降低了底座的最大應(yīng)力，提高了其安全性；同時實現(xiàn)了底座的輕量化，提高了其經(jīng)濟性。
關(guān)鍵詞：液壓支架;底座;ABAQUS;Isight;安全性;輕量化;
液壓支架是廣泛應(yīng)用的煤礦機械，在煤炭開采過程中，不僅提高了礦井的安全性，也提高了煤炭的開采效率。液壓支架主要由底座、連桿機構(gòu)、掩護梁、頂梁及控制元件組成，底座是液壓支架的關(guān)鍵部件[1]. 李海寧等[2] 僅研究了某液壓支架底座的強度，并未進行優(yōu)化。萬麗榮等[3]研究了沖擊載荷作用下液壓支架關(guān)鍵零件及底座的受力及強度。田立勇等[4]研究了各工況下液壓支架底座的強度及不同板厚對底座強度的影響，并簡單進行優(yōu)化。以上對底座的研究主要集中在強度分析方面，優(yōu)化方面的研究比較少。底座的安全性和輕量化在傳統(tǒng)設(shè)計中往往不能兼顧。基于前人的研究，本文使用ABAQUS軟件和Isight軟件對某液壓支架底座進行強度及優(yōu)化分析，在提高底座安全性的同時，實現(xiàn)底座的輕量化。
1 某液壓支架底座強度分析
液壓支架底座在井下受力較為復(fù)雜，為了分析底座的強度，提取底座的3種典型工況進行分析。
1) 工況1:支架底座兩端受扭轉(zhuǎn)載荷。
2) 工況2:支架底座左側(cè)受偏載荷。
3) 工況3:支架底座右側(cè)受偏載荷。
1.1 簡化模型
為了提高強度分析的效率，在分析前對底座進行簡化。
底座主體結(jié)構(gòu)由鋼板焊接而成，鋼板間的焊縫強度視為與鋼板相同。去掉對強度影響不大的孔、倒角等結(jié)構(gòu)。
展開 
強度分析的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
強度分析的最新內(nèi)容
它會指定焊接長度、類型和焊腳厚度等關(guān)鍵屬性，這些屬性對于強度和疲勞分析至關(guān)重要。對于強度計算，焊縫尺寸會被明確定義，以確保在所有方向上（沿焊縫方向、垂直方向和剪切方向）都能夠正確考慮焊縫強度。對于疲勞計算，它會沿焊縫方向自動調(diào)整單元應(yīng)力，從而最大限度地縮短設(shè)置時間。Weld Finder使您能夠在部件之間設(shè)置焊接和非焊接條件，通過抗拉性能或屈服性能篩選焊縫，并驗證識別設(shè)置。
· 正確施加邊界條件，本文約束控制臂前點和后點平動自由度，靜強度工況分析如圖2所示：
圖2 擺臂拓?fù)鋬?yōu)化靜強度工況
4. 分配權(quán)重：
· 與設(shè)計工程師共同確定各工況的權(quán)重。例如，如果車輛更注重舒適性，則垂向工況權(quán)重可設(shè)為0.5，制動和側(cè)向各0.25。如圖3所示：
圖3 加權(quán)柔度響應(yīng)設(shè)置
5.
常規(guī)性能分析
**(1) 靜態(tài)強度/剛度分析**
- 求解：應(yīng)力（Von Mises）、應(yīng)變、位移。
- 目標(biāo)：最大應(yīng)力 < 材料許用應(yīng)力（鑄鐵~80–120MPa，鑄鋁~150–200MPa）。
- 識別高應(yīng)力區(qū)（缸孔周邊、法蘭、軸承座）。
在驗證光源的光強度分布或照度分布的時候，不要去追跡光線，在raytrace菜單下選擇
Create All Source Rays,然后點擊照度分析或強度分析即可。
對于復(fù)雜的蜂窩芯結(jié)構(gòu)，如何實現(xiàn)高效率、參數(shù)化的自動生成與強度分析？
3月25日（周三）晚20:00，【兵哥講力學(xué)】主講直播課正式開啟！
帶你深度拆解蜂窩結(jié)構(gòu)自動建模的核心邏輯，用 1 小時實現(xiàn)從“手動流”到“自動化”的跨越。
對支承輥進行靜強度分析，結(jié)果表明：支承輥最大變形量為0.467×10^-4mm，滿足板形誤差要求；最大Von Mises應(yīng)力為67.6MPa，低于材料許用應(yīng)力（140~150MPa）。分析發(fā)現(xiàn)支承輥中間位置變形最大，軸頸與輥身接觸處應(yīng)力集中明顯。研究證實該支承輥設(shè)計滿足強度要求，為鎂合金溫軋工藝提供了理論依據(jù)。
在航空航天、新能源汽車、風(fēng)電等高端制造領(lǐng)域，纖維增強聚合物基復(fù)合材料憑借高比強度、高比模量、輕量化等優(yōu)異特性，成為推動產(chǎn)業(yè)升級的核心材料。但這類材料存在一個關(guān)鍵短板——對沖擊損傷異常敏感：微小的面外沖擊（如冰雹撞擊、工具墜落、碎石撞擊），就可能在材料內(nèi)部造成分層、基體裂紋等難以目視察覺的損傷，進而大幅降低其承載能力，嚴(yán)重威脅結(jié)構(gòu)安全。
在此背景下，“沖擊后壓縮”（Compression
</p><p><strong>適用人群：</strong>從事摩托車性能開發(fā)、摩托車動力學(xué)、電控算法、分析摩托車操穩(wěn)、舒適性、零部件強度分析的工程師和行業(yè)研究人員。
圖2 膠粘接頭典型失效模式
測試目的
本實驗主要對比相同膠粘對接接頭在不同溫度和不同拉伸速率下的抗拉強度以及失效模式，實驗設(shè)計如表1所示，同時結(jié)合客戶的關(guān)注點（曲線的異常分析，抗拉強度的重復(fù)性，失效模式的分析等）對測試結(jié)果進行對比分析。
層合板低速沖擊仿真3個月前
而在做沖擊分析之前，還得把材料的各個方向的靜強度、模量分析好，或者通過試驗得到準(zhǔn)確的參數(shù)。
這樣拉伸、壓縮、剪切，不同方向都來一遍，工作量還是很大的。拿到這些基本參數(shù)后，才能開展沖擊仿真。
沖擊仿真，無論是想把失效形式、失效分布模擬出來，還是把接觸力響應(yīng)曲線模擬出來，都很有難度。這是由接觸問題本身的復(fù)雜性以及試驗的分散性決定的。
