分析精度的案例
精鑄件CAE分析精度提升方法研究
摘 要：精鑄件在汽車支架類零件中應用十分廣泛，其分析精度的準確性對于產品的使用性能以及整車的安全性能有著非常重要的作用，產品CAE分析精度主要影響因素有分析模型的合理性、分析工況的全面性、鑄件網格模型的選擇、連接單元的建模方法、鑄件后處理結果的讀取對結果的判定等，本文中采用一實例吊耳支架總成結構來進行驗證，該支架在路試中出現裂紋，通過調整分析模型得到分析結果與實物裂紋位置一致，并通過優化手段對結構進行加強并滿足要求，同時對其他幾個維度的影響因素進行對比驗證，已總結出對于提升分析精度的合理模型設置，這對于精鑄件產品開發過程非常重要，更精確的判定了結構的安全性，避免后續裝車出現問題，縮短產品開發流程，為產品開發提供強有力的技術支撐。
關鍵詞：分析精度;分析模型;網格單元;分析工況;后處理結果;
引言
精密鑄造件常用于汽車底盤以及發動機支架系列產品，應用非常廣泛，產品的安全性對于整車的安全性也具有非常重要的影響，日常生活中，常常出現由于產品斷裂引發的安全事故，因此從產品結構的強度是非常重要的，所以該類產品在開發階段的CAE分析結果的準確性也就非常重要，通常CAE分析工作人員采取各種各樣的方法，通過調整分析模型。單元連接，網格劃分等等手段使的分析結果與實際受力情況保持一致，實現為產品的安全性設計提供真正的指導意義[1]。
本文中為研究精鑄件CAE分析結果的精度，通過對實際精鑄件模型某車型吊耳總成支架進行全方位CAE分析驗證，該支架在路試中出現裂紋，通過對CAE分析結果與實際路試裂紋位置進行對標，解讀產品強度分析結果，總結分析過程中的各個部分提升分析精度的分析方法，實現完善結構優化方案，設計出真正滿足需要的產品[1]。
展開 Simright 2018.10.19更新:Simulator支持二階單元，提升分析精度！
https://www.simright.com/zh/blogs/simright-2018-10-19-erjie/
更新語錄（2018.10.13-2018.10.19）
有限元分析是把計算域離散剖分為有限個互不重疊且連接的單元，整個計算域內的解可以看作是所有單元上的近似解構成。四面體單元由于可自動化、剖分效率、可靠性及通用性等方面的優勢在工程上得到廣泛應用。而二階四面體單元的計算成本雖然高于一階單元，但計算精度更高，結果更可靠。本周Simright針對二階單元的剖分及計算進行了相應開發，現使用Calculix求解器時可選擇使用二階單元。本次更新共有2項改進和修復，歡迎大家體驗，多提建議！希望大家支持云端CAE，支持Simright！
Simulator(在線結構分析軟件)
1.新增：單元階次支持二階單元
支持使用calculix求解器時在網格編輯器進行單元階次切換，提升分析精度。
2.改進：創建接觸時顯示方式
改進手動創建接觸時顯示方式，方便用戶選擇接觸主從面。
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改進綁定接觸定義方式，支持自動和手動綁定！Simright 2018.09.07更新
中國CAE走出國門，邁向世界_全球知名門戶engineering.com對Simright采訪報道
www.simright.com
展開 MARC中不同接觸分析方法對計算精度的影響
節點不對應時解析分析方法得到的結果和節點對應模型計算的應力分布相同，而離散分析法得到的結果與節點對應模型有較大的差異，無法反映兩接觸體的真實應力分布規律。
綜上所述，基于二維和三維的接觸分析理論，節點對應時，兩種方法計算得到的結果精度一樣；節點不對應時，接觸段被作為分段線性處理的離散分析方法，由于邊界描述的不精確引起了應力分布的周期性變化，而采用解析分析方法可以較為準確的反映接觸體之間的接觸狀態，即在接觸體表面密度不一致情況下，解析分析法可以消除邊界描述不精確導致的誤差，提高計算精度。
3 結論
（1）MARC軟件提供了兩種不同精度的離散分析和解析分析方法，可以求解有關2D和3D的接觸問題，其中解析分析方法可以有效的提高接觸表面的計算精度。
（2）無論2D模型還是3D模型，在數值模擬分析中，盡量做到節點對應，即相互接觸的接觸體表面單元密度保持一致，可以保證兩種分析方法的精度。
（3）在接觸體表面密度不一致的情況下，通過不同接觸分析方法計算結果的分析比較，解析分析方法可以消除邊界描述不精確誤差，提高計算精度。（轉）
展開 『原創』ANSYS靜力分析后如何根據結果做靜態精度分析？
ANSYS靜力分析后如何根據結果做靜態精度分析
有限元分析后如何根據分析的結果計算出是否滿足設計靜態精度要求
葉輪機械專題 | 高精度葉片雙向流固耦合的分析方法
傳統葉片流固耦合方法在處理風扇/壓氣機氣動彈性問題時通常面臨以下挑戰：
單向流固耦合仿真：在跨音葉柵流場中，葉片大幅振動會對邊界層分離、激波以及葉頂泄露流產生強烈相互作用而形成強耦合多物理場，難以進行單向耦合解耦；
基于頻域分析的多物理場仿真：無法準確模擬整個時間歷程下的結構振動情況和流場流動形態，難以對葉片流動與振動的相互作用進行詳細研究；
CFD軟件與結構軟件之間數據交互復雜、操作繁瑣：不利于工作繁重的工程技術人員快速學習和使用，難以用于工程實際。
針對上述難點，Ansys基于葉輪機專用氣動仿真軟件CFX和結構仿真軟件Mechanical，在Workbench平臺下采用CFX + Mechanical雙向流固耦合方法對整個時域歷程下的葉片流動和振動耦合狀況進行高效、高精度仿真分析。該解決方案操作流程簡明、計算精度高，是目前商業軟件中較為成熟的雙向流固耦合解決方案，適合于對跨音、大展弦比風扇/壓氣機葉片進行雙向流固耦合仿真分析。雙向流固耦合技術按照解耦程度可以大致劃分為3種：
雙向顯式流固耦合：在每個時間步長內，流體和結構求解不進行迭代，直接進行數據交互傳輸，計算速度快；只適用于弱耦合問題，強耦合物理問題精度較低；
強耦合流固耦合：流體和固體求解方程組在同一矩陣中同時求解，求解過程非常復雜、不易收斂，多用于學術研究領域；
雙向隱式流固耦合：流體方程和結構方程單獨分開在不同的求解器求解，在每個時間步長內流體和結構分別迭代求解，直至交界面上的數據完全收斂。
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單向流固耦合仿真：在跨音葉柵流場中，葉片大幅振動會對邊界層分離、激波以及葉頂泄露流產生強烈相互作用而形成強耦合多物理場，難以進行單向耦合解耦；
基于頻域分析的多物理場仿真：無法準確模擬整個時間歷程下的結構振動情況和流場流動形態，難以對葉片流動與振動的相互作用進行詳細研究；
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針對上述難點，Ansys基于葉輪機專用氣動仿真軟件CFX和結構仿真軟件Mechanical，在Workbench平臺下采用CFX + Mechanical雙向流固耦合方法對整個時域歷程下的葉片流動和振動耦合狀況進行高效、高精度仿真分析。該解決方案操作流程簡明、計算精度高，是目前商業軟件中較為成熟的雙向流固耦合解決方案，適合于對跨音、大展弦比風扇/壓氣機葉片進行雙向流固耦合仿真分析。雙向流固耦合技術按照解耦程度可以大致劃分為3種：
雙向顯式流固耦合：在每個時間步長內，流體和結構求解不進行迭代，直接進行數據交互傳輸，計算速度快；只適用于弱耦合問題，強耦合物理問題精度較低；
強耦合流固耦合：流體和固體求解方程組在同一矩陣中同時求解，求解過程非常復雜、不易收斂，多用于學術研究領域；
雙向隱式流固耦合：流體方程和結構方程單獨分開在不同的求解器求解，在每個時間步長內流體和結構分別迭代求解，直至交界面上的數據完全收斂。
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基于頻域分析的多物理場仿真：無法準確模擬整個時間歷程下的結構振動情況和流場流動形態，難以對葉片流動與振動的相互作用進行詳細研究；
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針對上述難點，Ansys基于葉輪機專用氣動仿真軟件CFX和結構仿真軟件Mechanical，在Workbench平臺下采用CFX + Mechanical雙向流固耦合方法對整個時域歷程下的葉片流動和振動耦合狀況進行高效、高精度仿真分析。該解決方案操作流程簡明、計算精度高，是目前商業軟件中較為成熟的雙向流固耦合解決方案，適合于對跨音、大展弦比風扇/壓氣機葉片進行雙向流固耦合仿真分析。雙向流固耦合技術按照解耦程度可以大致劃分為3種：
雙向顯式流固耦合：在每個時間步長內，流體和結構求解不進行迭代，直接進行數據交互傳輸，計算速度快；只適用于弱耦合問題，強耦合物理問題精度較低；
強耦合流固耦合：流體和固體求解方程組在同一矩陣中同時求解，求解過程非常復雜、不易收斂，多用于學術研究領域；
雙向隱式流固耦合：流體方程和結構方程單獨分開在不同的求解器求解，在每個時間步長內流體和結構分別迭代求解，直至交界面上的數據完全收斂。
展開 Radioss 穩定性（重復精度）的對比分析
[p=25, 2, left]有限元計算的精度基本上可以概括為3個概念:絕對精度,相對精度,重復精度.在目前硬件軟件日趨繁多復雜的背景下如何控制重復精度慢慢受到廣大用戶的重視.越來越多的工程師面臨這樣的問題,由于硬件的升級或者軟件的升級,甚至計算模型的微小修改導致不穩定的計算結果,有時候甚至導致計算模型難以計算.無錫未知元汽車科技有限公司與無錫超級計算機中心以及Altair共同合作,把Altair公司的求解器RADIOSS安裝在我國自制研發的神威4000A上進行一系列56km/h整車正面剛性墻碰撞計算,以此來驗證RADIOSS作為求解器穩定的高重復精度的特性。[/p][p=25, 2, left]
Radioss 穩定性（重復精度）的對比分析.pdf
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展開 一文搞懂ANSYS_ACP復雜實體模型復合材料纏繞鋪層設計（Ⅳ型儲氫罐高精度建模及壓力作用分析） ￥99.66
ANSYS ACP是一款專用的復合材料前后處理工具，在前處理鋪層信息定義和后處理結果查看環節中都有著簡潔高效和人性化的設置操作，但限于儲氫罐的幾何模型復雜、鋪層角度多變、圓頂處不規則加厚等特點，其實體模型的復材纏繞鋪層設置較有難度，本文旨在基于ANSYS Workbench平臺建立等比例、高精度的Ⅳ型儲氫罐復合材料實體模型，并將其與Static Structural聯合使用以分析其在60MPa壓力作用下的變形、應力、應變等信息。其中詳述了ANSYS ACP在復合材料鋪層設計中的操作流程及變角度、變厚度、實體貼合碳纖維鋪層等內容，為Step by Step可復現教程文檔，借助此過程可掌握復雜實體模型的復材鋪層設計技術，另外本文所采用的儲氫罐模型來源于真實Ⅳ型儲氫罐模型，亦可為儲氫罐設計應用提供技術支撐。
付費文件包含完整仿真流程文件一套、所使用的全部幾何文件和軟件逐步操作教程文檔一個。教程文檔十分詳細，共計51頁、7000余字，用戶可根據教程文檔進行學習以及逐步操作實現對Ⅳ型儲氫罐碳纖維復合材料的鋪層設計與仿真。
文檔教程收獲：
掌握ACP變角度、變厚度的復雜形狀實體復合材料纏繞鋪層設計技術。
學會ACP軟件厚度增強、鋪層修剪、沿指定路徑擠出、鋪層貼合實體等技能。
熟練掌握IV型儲氫罐的等比例、高精度復合材料設計建模技術，為儲氫罐設計應用奠定工程技術基礎。
展開 SimSolid精度校驗與實際分析案例應用
技術鄰用戶：876923
一、SimSolid精度校驗
以力學拉伸試樣件為載體，將simsolid軟件計算結果與實驗結果進行比較，仿真分析時建立模型同實驗樣品一致，建立應變片相應的幾何區域，在simsolid中查看相應區域應力值，與實驗數據進行對比，驗證simsolid軟件計算的精度。
試驗材料使用12Cr2Mo1的韌性材料進行試驗，首先根據尺寸進行車間加工，將試樣件的相關區域粘貼應變片，粘貼完成后連接相關線路將試樣件在萬能試驗機上進行試驗，加載過程為20KN、30KN………80KN，加載到相對應數值時，試驗機在相應拉力下停止兩分鐘，能夠讓應變儀記錄準確的微應變數據。
展開 SIMSOLID精度校驗與實際分析案例應用
SIMSOLID精度校驗與實際分析案例應用
一、SIMSOLID精度校驗
以力學拉伸試樣件為載體，將simsolid軟件計算結果與實驗結果進行比較，仿真分析時建立模型同實驗樣品一致，建立應變片相應的幾何區域，在simsolid中查看相應區域應力值，與實驗數據進行對比，驗證simsolid軟件計算的精度。
試驗材料使用12Cr2Mo1的韌性材料進行試驗，首先根據尺寸進行車間加工，將試樣件的相關區域粘貼應變片，粘貼完成后連接相關線路將試樣件在萬能試驗機上進行試驗，加載過程為20KN、30KN………80KN，加載到相對應數值時，試驗機在相應拉力下停止兩分鐘，能夠讓應變儀記錄準確的微應變數據。試樣尺寸和應變片位置如下如所示
圖1：實驗樣品幾何尺寸
圖2：實驗樣品
采用相同的邊界條件對試樣件進行建模用simsolid軟件進行分析計算，邊界條件為一端固定、一端拉伸，計算后相應位置處的等效應力云圖如下：
1、20KN時五個應變片處等效應力
2、30KN時五個應變片處等效應力
3、40KN時五個應變片處等效應力
4、50KN時五個應變片處等效應力
5、60KN時五個應變片處等效應力
6、70KN時五個應變片處等效應力
7、80KN時五個應變片處等效應力
在實驗時應變儀數據變化靈敏，采用多記錄求平均值方法計算。
展開 
風電場CFD仿真選擇不同精度粗糙度數據的效果對比分析
03
風資源發電量計算軟件分析
為對比不同精度粗糙度在風資源評估中對結果的影響，現以某平原項目為例，采用不同粗糙度數據作為輸入進行仿真模擬（其他仿真輸入條件保持一致），對比哪種粗糙度數據對仿真結果更為有利。
復雜光波導器件中控制MTF分析的精度和速度間的平衡
光柵（耦入耦合器、光瞳擴展器、耦出耦合器）
連接建模技術：波導板內部
作為一種嚴格的特征模求解器，傅里葉模態方法（也稱為嚴格耦合波分析，RCWA）提供了非常高的精度。由于此設置的時間較小，計算速度較快。因此，FMM是提高準確性和速度的最佳折衷方案。
6. 眼睛模型（PSF和MTF計算）
5. 探測器表面的反射（視野范圍均勻性測量）
4. 區域邊界（光柵邊界）
3. 平板玻璃表面的反射
2. 自由空間（平板玻璃內傳播）
1. 光柵（耦入耦合器、光瞳擴展器、耦出耦合器）
連接建模技術：波導表面
為了選擇合適的技術，需要考慮計算結果！
·幾何傳播（忽略了由邊界和孔徑產生的衍射）
·傅里葉域技術（包括邊界和孔徑的衍射效應）
有兩種快速建模技術可用來計算平板玻璃內的傳播：
鑒于篇幅，全文內容請私信聯系。
展開 非金屬結構對行人頭部保護仿真精度的影響分析
綜上所述，材料失效與否對行人頭部保護結果影響極大，如何準確模擬空調進氣格柵材料的斷裂失效，對行人保護仿真精度的提升具有重要的現實意義。
▲C_8_-5點試驗與仿真失效裂紋對比
上汽行人保護團隊通過對斷裂特性及仿真方法的分析，對空調進氣格柵區域仿真精度提升的研究已經取得了一定地進展，如上圖為某SUV車型空調進氣格柵區域測試點仿真分析與試驗結果的對比，從中可以看出，同試驗結果相比，仿真失效裂紋具有較高的一致性，HIC值的誤差也在允許的誤差范圍內。
來源：上汽安全與CAE技術
Moldex3D模流分析之威仕實業以Moldex3D達到抽屜滑軌尺寸精度
威仕實業透過Moldex3D 模流分析工具尋求解決方案，掌握影響產品成型的關鍵信息，以此優化產品設計及模具設計，克服成型不良問題，省下可觀的開模成本和時間，讓產品能順利量產。
挑戰
嚴格的產品平整度要求
改善產品變形問題
縮短成型周期
解決方案
威仕實業透過Moldex3D模擬輔助，評估合適的澆口和流道設計，并透過保壓分析，判別出引起產品彎曲變形的主因是收縮不均。同時藉由冷卻分析，確認不均勻的冷卻對產品變形影響的程度，并預測成型周期時間。最后，工程師使用翹曲分析檢查了X，Y和Z方向上的位移量，以此進行設計變更，獲得了減少零件翹曲的最佳設計方案。
效益
節省修模費用
縮短成型周期55%
X軸方向位移改善300%
案例研究
滑軌是抽屜產品中最重要的組件，其主要功能是讓抽屜能順暢的滑動，因此對產品尺寸精度要求高，且無法容忍變形。要達到零件尺寸精確的關鍵因素，是在成型過程中使零件在每個區域均勻收縮。
本案例中，威仕實業運用Moldex3D Professional解決方案，模擬原始設計的傳統射出成型條件(圖一)。翹曲分析結果與實際產品狀況十分接近，都有嚴重變形問題(圖二)。要解決此問題，就必須先找出產品變形的成因。透過Moldex3D的分析，發現產品兩端有很大的溫度差異，導致產品內部收縮率大于外部，因而產生變形(圖三)。此外原始設計采三點進膠，但產品兩側流率較低，這也導致流動不平衡之問題。
圖三 原始設計的流動分析結果顯示，當到達頂出溫度時，肉厚區域有積熱現象；此區域也觀察到較高的體積收縮。
為解決這些難題，威仕實業將原先的三點式澆口設計改為單點進澆。如此不但改善了流動不平衡問題，同時消除了三點進澆所產生的縫合線(圖四)。
展開 