緊固件橫向振動試驗方法
關注創建者：Tim.Ding 創建時間：2020-11-12
緊固件橫向振動試驗方法的視頻教程
汽車電驅動系統ANSYS仿真高級實戰：國標合規仿真、復雜模型處理、多物理場耦合分析等核心技能
一、課程大綱及內容 這是《汽車NVH仿真必修課ANSYS Workbench新能源電機-減速器系統仿真18講》詳解剛度撓度過盈振動噪聲熱流固耦合仿真。本課程將帶您系統掌握ANSYS Workbench在電驅動系統仿真中的核心技術與高級應用。
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車燈仿真分析系列課程（熱仿真/結構力學仿真/光學仿真）
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SimSolid無網格超大模型極速仿真——革命性CAE軟件首發直播
二.SimSolid快速入門基礎培訓 【已結束】 直播時間：2018-12-20 19:00 1）SimSolid軟件的基本功能介紹 2）軟件界面介紹 3）材料定義、螺栓連接等裝配定義 4）線性靜力學分析建模、求解與后處理 三.SimSolid進階培訓 【已結束】 直播時間：2018-12-27 19:00 1）SimSolid焊接等連接方法 2）非線性靜力學、動力學分析（模態、振動分析
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緊固件橫向振動試驗方法的實例教程
調查的首要部分是收集盡可能多的和緊固件應用相關的信息。
1. 緊固件是如何被安裝的，用手、氣動工具、或者扭矩扳手？
2. 用到的輔助組件，平墊圈類型；螺母等級，光潔度、表面涂層？
3. 作用與連接處的外載荷類型：重在沖擊載荷、振動、旋轉，靜載荷，軸向載荷或者是橫向載荷？
4. 載荷的大??？
5. 環境？
6. 連接處是否是多個緊固件？
7. 多個聯接螺栓是如何緊固的，交叉緊固、逐步加載，或者一個挨一個的擰緊？
8. 從哪里施加的凝聚擰緊的，螺栓頭或者是螺母、又或者是螺栓頭螺母交替擰緊的？
9. 連接的狀態怎么樣，生銹的、噴漆表面、粗糙的、光滑的、圖潤滑的表面？
10. 失效零件的狀態如何，噴漆的，生銹的、有油脂的、熱燒傷的？
11. 斷裂表面的狀態是什么樣的，光滑的、發暗的、光亮的、生銹的？
12. 斷裂的部位，頭部、螺紋過渡處、外部裂紋？
13. 該批螺栓是否有機械性能或者化學成分的測試報告？
B．調查取證
現在需要我們來把我們收集的資料進行分類了，有時我們可以通過樣品的表觀和斷面來判斷到底發生了什么，這樣可以縮小失效可能的范圍。
例如，韌性斷裂會顯示為有夾雜的凹渦，或者杯形或錐形的暗帶。也會顯現其他形式的變形，因為材料在發生極限斷裂前會發生形變。然而，如果加載很快如，沖擊或快速擰緊，韌性材料也有可能發生脆性斷裂。例如再利用非可調式氣動工具緊固螺栓時。
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一般而言，緊固件的尺寸較小，控制生產變量也較簡單。然而當要生產較大且較復雜的零件時，就必須要有適當的工具來協助預測可能的變量，并克服制造過程中產生的翹曲、短射等產品缺陷問題。本案例中，STANLEY團隊所要進行的是制造出改良的進澆系統，生產高質量的緊固產品。
挑戰
須確定閥門澆口位置以獲得最佳性能
避免發生短射
解決方案
Stanley Engineered Fastening在研發的早期階段，以Moldex3D分析產品設計。模擬結果可幫助他們決定最佳的閥澆口數量及位置，并優化冷流道系統設計，以達到流動平衡，進而節省閥澆口的成本。
效益
在設計初期找出最佳澆口位置
節省修改成本，趕上項目時程
解決短射問題
案例研究
根據工具設計的最佳做法，每120毫米應有一個澆口，以確保適當的流動。最初STANLEY Engineered Fastening團隊依據此準則選擇了三個閥門澆口，但必須決定設置的位置以獲得最佳性能。此外在塑料注射成型過程中，如果未選擇正確的澆口位置，可能會發生短射缺陷。為了克服這個問題，STANLEY團隊使用Moldex3D驗證澆口貢獻并對調整澆口位置進行相應的調整。
在利用Moldex3D進行了幾次迭代后，STANLEY團隊找到最佳的閥門澆口數(3)和澆口位置，如圖一及圖二所示。
圖一 初始澆口系統(閥澆)
圖二 初始澆口系統(閥澆)及其流動波前模擬結果
而由于閥澆口的成本較高，客戶要求更經濟的解決方案。因此STANLEY團隊轉而尋求流動更平衡的流道系統，并以Moldex3D進行分析驗證。圖三顯示從澆道入口到澆口2的距離比澆口1和3更近，因此設計了特殊流道系統，使塑料熔體可同時在三個澆口位置進入模具。優化后的澆口系統流動波前仿真如圖四所示。
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流體力學仿真（CFD）僅能計算風力載荷，但要評估結構在這些時變載荷下的動態響應（應力、變形、穩定性、振動頻率），則需要在CFD基礎上耦合結構力學分析模塊（如FEA有限元分析），這種多物理場仿真技術稱之為流-固耦合仿真（FSI）。
流-固耦合仿真（FSI）：計算流體域的流場壓力實時作用于固體結構網格上，結構的變形或振動也反過來影響流體邊界的形狀及流動狀況。
材料卡片定制
國高材分析測試中心聯合行業仿真機構，為客戶提供材料力學性能樣件測試及仿真軟件材料卡片生成服務，具體內容如下：
1.按照客戶的技術要求，進行高分子材料試驗（單向拉伸，缺口拉伸，剪切，雙向拉伸，沖孔，三點彎等）。
2.對材料樣件試驗結果數據進行數據處理，驗證及仿真分析標定。
3.最終交付材料樣件試驗數據結果及仿真軟件材料卡片。
邊界條件參照ASTM標準設置，即在 125 mm × 75 mm 矩形框內支撐試件，僅約束面內平移自由度，不約束法向。插件的邊界建模即復現了這一試驗構型。
規范T型槽使用：若使用T型槽固定工件，緊固螺栓時建議用力矩扳手，按標準力矩鎖緊，避免用力過猛損壞螺紋。
?? 使用后的維護：即時保養是關鍵
使用后的即時清理和保養，是延長平臺壽命比較有效的措施：
即時清潔：實驗結束后，立即移走工件和工具，用軟布擦凈表面。油污可用少量酒精或中性清潔劑擦拭。T型槽內的積屑需用專用槽刷清理干凈。
他的專業興趣側重在鋼材、合金和塑料/復合材料的材料損傷和斷裂模型以及緊固件建模。此外，他還利用自己在分析認證和認證流程方面的專業知識，幫助縮短產品開發的上市時間。</p><p><strong>內容簡介</strong>：碰撞仿真技術已歷經近50年的發展。當前開發的模型在細節程度和預測精度方面，與實車測試相比已達到較高水平。然而，達到這一標準所需付出的努力絕不容小覷。
第三步：精調水平（關鍵步驟）
換用高精度水平儀（0.02mm/m），在平臺的縱向、橫向、對角線方向及關鍵位置逐點檢測
若局部凸起，輕微松動對應螺栓，墊入薄塞鐵片
若局部凹陷，緊固螺栓或更換較厚墊鐵
比較終要求水平度≤0.03mm/m，平面度符合對應精度等級（00級≤0.003mm/㎡，0級≤0.006mm/㎡）。
第四步：鎖緊與時效穩定
靜置“養和生”：初步調平緊固后，建議靜置 24小時，讓平臺釋放內應力，避免后期精度漂移。
比較終鎖緊：靜置后復核并微調至比較佳狀態，按對角線順序均勻擰緊所有墊鐵的鎖緊螺母。
二次灌漿（視情況而定） ：對于需要永和久固定的平臺，在鎖緊后進行二次灌漿（使用高強無收縮灌漿料），待灌漿層固化后，建議再次校驗水平度。
第四步：鎖緊與時效穩定
靜置“養和生”：初步調平緊固后，建議靜置 24小時，讓平臺釋放內應力，避免后期精度漂移。
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二次灌漿（視情況而定） ：對于需要永和久固定的平臺，在鎖緊后進行二次灌漿（使用高強無收縮灌漿料），待灌漿層固化后，建議再次校驗水平度。
熱膨脹系數實測曲線
02
應力松弛/蠕變測試
模擬材料在恒定應變（松弛）或恒定應力（蠕變）下的長期力學行為，直接表征其應力馳豫或尺寸偏離特性，對密封件的長期保持力、緊固件的預緊力衰減預測至關重要。
測試內容：在恒定應變條件下，長時間監測材料內部應力隨時間的衰減規律，測試時長可根據需求進行長期觀測；或者在恒定應力條件下，長時間監測材料的變形隨載荷作用時間的變化規律。
收尾處理
緊固地腳螺栓后，對工作臺底面四周進行水泥抹面（二次灌漿層）密封，防止油污、水漬滲入地基內部。
清理工作臺表面的防銹油，檢查T型槽是否完好。
三、安裝方法與適用場景對比
地腳螺栓+墊鐵：
操作要點：比較標準的方法。通過螺母和斜墊鐵的配合來調整高度。
適用場景：單塊、大型、固定式工作臺，對精度要求高的場合。
