結構強度分析的案例
某行走機構多體動力學與結構強度聯合仿真分析
圖7 新結構應力云圖
通過上述分析結果，可以看到新優化結構應力水平已經大幅降低，絲杠應力為149MPa，車架應力水平130MPa，其可靠性已經得到充分保證。
4、結論
本文應用HyperWorks軟件多個模塊產品，對某產品行走機構進行了多體動力學與結構強度聯合仿真分析。分析結果與結構實際破壞情況完全吻合，說明分析結果的準確性。通過多體動力學分析進行鉸點優化，大幅降低了機構在實際工作過程的交變載荷幅值；通過對部件結構進行優化，進一步提高了結構強度。兩者共同作用，最終優化結構應力水平大幅降低，保證了產品的可靠性。
文章來源：CAE仿真學社
展開 基于ABAQUS壓力容器結構強度分析 ￥5
近期的計劃就是做一些結構仿真的案例供大家學習，本案例主要是在ABAQUS中完成整個壓力容器結構強度仿真分析，通過本案例的學習幾乎可具備使用ABAQUS分析一般的工程應用。下一個案例就是同樣對該壓力容器進行結構強度分析，采用的軟件是Hyperworks+ABAQUS，前處理是在Hyperworks中完成，求解計算在ABAQUS中完成。
掃略網格，旋轉360度，結果：
詳細過程見附件。
SimSolid在LNG罐式集裝箱結構強度分析中的應用
SimSolid在LNG罐式集裝箱結構強度分析中的應用.docx
SimSolid在LNG罐式集裝箱結構強度分析中的應用
張竹林
摘要：LNG罐式集裝箱在物流業得到了廣泛應用，其設計技術難度較高，需要滿足船級社認證，部分結構強度分析涉及到壓力容器規范。有限元分析方法是是一種有效的結構強度分析手段，有限元分析結果得到了船級社審核的認可。LNG罐式集裝箱有限元分析不僅存在尺寸大、網格多的問題，還存在梁單元、殼單元連接問題，在分析時需要付出較多的時間和精力處理網格和單元連接。采用SimSolid軟件能夠避免復雜、繁瑣的網格處理工作，帶來極高效率，有效節省分析時間。在LNG罐式集裝箱前期設計過程中能夠快速找出結構強度薄弱環節，及時進行修改。
1.分析依據
本計算旨在確定罐式集裝箱在各種工況下結構應力水平，以確定其是否符合《集裝箱檢驗規范》和IDMG CODE中有關要求。
本計算書的主要依據：
（1）《集裝箱檢驗規范》（中國船級社）（2016）；
（2）《國際海運危險貨物規則》（IDMG CODE 2016版）；
（3） JB/T4784-2007《低溫液體罐式集裝箱》；
（4） GB 150.1～150.4-2011 《壓力容器》；
（5） ISO1496-3：1995第四版；
（6）JB 4732-1995《鋼制壓力容器-分析設計標準》。
2.低溫液體罐式集裝箱結構應力判斷依據及模型
2.1 載荷分析依據
低溫液體罐式集裝箱的載荷有：重力、慣性力和罐體內壓等。
展開 干貨分享（一）：座椅車身安全帶錨固點強度分析有限元分析規范（上）
分析用零件的截取
車身安全帶錨固點的結構分析是基于整車碰撞模型建立的，為了降低計算時間，我們需要將所需的零部件從整車模型中取出。此分析模型主要組成部分有座椅、車身、shoulder block、 lap block。其中shoulder block和lap block為標準件。
在截取車身部分時用delete element刪除截面以外的單元，不要使用delete component，這樣可以避免有用零件被剔除出模型。對于前排座椅的車身錨固點分析所需要截取的區域如右圖所示，如果有足夠計算資源可以適當增大這個區域。在刪除了截取區域以外的單元之后，清除空的component. (delete component empty)
下面是這個分析的幾個主要受力位置，截面邊界需要離這幾個位置遠些。
2. 幾何及材料屬性的處理
幾何屬性及材料屬性在整車碰撞模型里已經設置好，但對于結構強度分析模型還需要做些適當的調整。調整之前刪除無用的幾何屬性及材料屬性（delete property unused, delete material unused)在整車碰撞模型中為了節約計算時間，零件的積分計算方式設置為2，積分數量點小于等于3。對于結構強度分析為了保證模型的精度對于主要受力零件，可將積分計算方式改為16,并相應的增加積分點的數量。
此分析的主要受力區是座椅的四個地腳及安全帶錨固位置。所以需要照前面所述修改這些零部件的幾何屬性（改變積分方式和增加積分點）以增加計算精度。
由于考慮了零件沖壓后的加工硬化，整車碰撞模型的材料應力應變曲線做了相應的偏置。對于結構強度分析的模型，我們需要把這個偏置去除，具體過程如下：
（1）察看材料屬性，確認材料曲線編號。
展開 
家電的零部件結構強度、跌落性能，如何做仿真分析？
3、累積沖擊分析的可行性：目前各種仿真分析軟件還無法做到多次累積分析（繼承性仿真分析），主要原因有如下幾個：
1）產品單次的沖擊分析結果所得的數據龐大；
2）每次沖擊分析的結果文件格式與沖擊分析的輸入文件格式不同，無法直接借用前一次的分析結果文檔進行下一次的沖擊分析設置；
3）每次沖擊分析的精度不高，累積沖擊分析的累積精度過度，無實際的指導意義。
4、跌落試驗問結構問題的分析思路
1）在產品跌落試驗中出現的結構破裂問題，你們也是提取單個零部件進行靜力學仿真；
2）結構設計人員自己在產品設計的時候由結構設計員對結構進行強度分析；
材料仿真參數測試
國高材分析測試中心可依據GB、ISO、ASTM等測試標準，通過高低溫萬能試驗機、高速拉伸試驗機、高速相機和霍普金森壓桿等設備，獲取材料仿真模擬所需的彈性模量、泊松比、應力-應變曲線等數據。
展開 船舶與海洋工程結構極限強度分析
一般而言，船體結構的極限強度可通過估算結構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；
2、由屈服引起的塑性破壞：
3、過載下的脆性斷裂；
4、因應力脈動的反復作用而產生的疲勞斷裂。
三、船舶和海洋工程結構極限強度分析
1、加筋板的極限強度分析
船體板是船體結構的基本組成部分，研究船體結構的極限強度計算，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學手段上看，可以分為解析法、半解析法和數值方法。從分析方法上可分為利用有效帶板寬度概念的方法、利用試驗數據回歸的經驗公式法和應用相關方程的方法。
Paik等研究了彈性扭轉約束邊界條件下板的屈曲強度特征，并得到了支撐構件沿一邊或四邊彈性扭轉約束條件下的屈曲強度的簡單設計公式。Steen等推導了雙軸向壓應力和側向壓應力共同作用下板的屈曲和極限強度的簡化方程。Paik等推導了在雙軸向壓應力、邊緣剪應力和側向壓應力作用下，簡支板的彈性屈曲方程，后來又將殘余應力考慮到屈曲設計公式中去。Yao等研究了單軸向壓應力作用下焊接殘余應力和初始變形對板的屈曲和極限強度的影響。大多數船級社關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上的曲線擬合得到了新的塑性屈曲強度修正經驗公式。
2、船體板架極限強度分析
船體板架是船體結構最主要的組成部分。對船體板架穩定性的計算分析，是船體結構極限強度分析的主要內容之一。早期對船體板架穩定性問題的計算分析，主要是基于經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 飛機結構疲勞強度分析
1、飛機結構靜強度與結構可靠性計算: 結構靜強度計算方法有多種，但結構靜強度計算仍是結構設計的基礎，主要體現在下列三個階段。
1）飛機總體設計中的結構布局和結構形式的確定
2）對結構連接部位、開口區、復合材料鋪層等細節進行設計計算
3）結構靜強度校核階段
2、機翼和機身的強度估算：一般采用有限元方法，但在結構初步設計和結構強度分析時，常采用薄壁結構力學方法。
3、結構可靠性概念：可靠性是指結構在規定條件下和規定時間內，完成規定功能的能力。結構可靠性定義的要素是三個“規定”(“規定條件”、“規定時間”、“規定功能”）
結構在規定的條件下和規定的時間內，完成規定功能的概率稱為可靠度。
結構在規定的條件下和規定的時間內，喪失規定功能的概率稱為不可靠度或失效概率。
作為飛機結構的可靠性問題，從定義上可以理解為：“結構在規定的使用載荷/環境工作下及規定的時間內，為防止各種失效或有礙正常工作功能的損傷，應保持其必要的強剛度、抗疲勞斷裂以及耐久性能力。”可靠度則應是這用能力的概率度量。
4、1）結構靜強度可靠性是指結構元件或結構系統的強度大于工作應力的概率；
2）結構安全壽命可靠性是指結構的裂紋形成壽命小于使用壽命的概率；
3）結構損傷容限可靠性則一方面指結構剩余強度大于工作應力的概率，另一方面指結構在規定的未修使用期內，裂紋擴展小于裂紋容限的概率。
4）其它可靠度度量方法：
結構的失效概率F(t)，指結構在t時刻之前破壞的概率；
失效率λ(t)，指在t時刻以前未發生破壞的條件下，在t時刻的條件破壞概率密度；
平均無故障時間MTTF(Mean Time ToFailure)，指從開始使用到發生故障的工作時間的期望值。
5、飛機結構承受的疲勞載荷：
1）機動載荷：它是由于飛機在機動飛行中，過載的大小和方向不斷改變而使飛機承受的氣動交變載荷。
展開 斯姆勒 5.21-24 西安 | ANSYS工程結構強度、剛度、非線性分析及結構優化工程應用高級培訓
四、課程亮點和創新點分析
(1) 在授課專家選擇上，授課專家為從事多年CAE工程經驗的博士學位專家授課，能夠從仿真理論、項目工程經驗等多維度進行詳細和深度講解；
(2) 在內容設計上，該課程基本涵蓋了工程結構強度、剛度分析的應用各個方面，包括有限元計算基本原理、工程結構建模方法、強度和剛度分析技巧和評價標準，裝配體結構的非線性分析方法和技巧，大自由度結構分析技巧，螺栓、彈簧及間隙/過盈等接觸等裝配體分析技巧，分項載荷組合設計方法分析，也涵蓋了工程結構輕量化設計和優化設計等高級應用；
(3) 在授課方式上，課程培訓采用理論和軟件案例操作相結合的方法，全面細致地講解工程結構強度和剛度分析等應用問題，讓培訓學員既掌握學科理論，又具備工程問題的解決能力，幫助科研院所、企業在工程結構應用上解決“魚”和“漁”問題。
五、培訓大綱
六、培訓安排
1、培訓時間
2021年5月21日-2021年5月24日
（第一天報道，上課三天）
2、培訓地點
西安（住宿可統一安排，費用自理）
3、培訓費用
（1）3980元/人,住宿可統一安排，費用自理。
（2）持本人學生證或教師證享有9折優惠；一個單位同時報名2人享有9折優惠； 一個單位同時報名3人以上（含）享有8.5折優惠。
展開 【9月7-9日 鄭州 斯姆勒】ANSYS工程結構強度、剛度分析與優化設計基礎培訓
各企事業單位：
針對新入職員工和設計工程師的數值仿真能力的提升需求，特展開結構、傳熱、流體、電磁等系列課程的專題基礎培訓，強烈建議零基礎學員在參加其他高級課程前，學習相關專業的基礎課程。本次培訓為ANSYS workbench工程結構的強度/剛度及優化設計的基礎培訓，全面系統地講解有限元分析計算的原理，ANSYS軟件的功能和操作流程，工程結構的強度、剛度的分析技巧結構拓撲優化等分析方法和常見工程熱點和難點問題的處理措施，基于理論聯系實際的培訓思想，通過實例強化軟件的使用幫助設計人員解決具體的工程結構力學問題。特舉辦“ANSYS工程結構強度、剛度分析與優化設計基礎培訓”工程實例培訓，具體內容如下：
一、培訓目標：
（一）、理解有限元分析計算的原理；
（二）、掌握ANSYS workbench軟件的使用功能和操作流程；
（三）、掌握工程結構強度、剛度的分析方法和技巧；
（四）、掌握工程結構優化設計（拓撲優化、尺寸優化）分析方法；
（五）、培養獨立工程結構的力學分析能力。
二、增值服務：
1、贈送培訓同屏錄制高清視頻（價值2680元）
2、贈送資料包；
3、持本人學生證或教師證享有8.5折優惠；一個單位同時報名2人享有9折優惠； 一個單位同時報名3人以上（含）享有8.5折優惠。
展開 【9月7-9日 鄭州 斯姆勒】ANSYS工程結構強度、剛度分析與優化設計基礎培訓
各企事業單位：
針對新入職員工和設計工程師的數值仿真能力的提升需求，特展開結構、傳熱、流體、電磁等系列課程的專題基礎培訓，強烈建議零基礎學員在參加其他高級課程前，學習相關專業的基礎課程。本次培訓為ANSYS workbench工程結構的強度/剛度及優化設計的基礎培訓，全面系統地講解有限元分析計算的原理，ANSYS軟件的功能和操作流程，工程結構的強度、剛度的分析技巧結構拓撲優化等分析方法和常見工程熱點和難點問題的處理措施，基于理論聯系實際的培訓思想，通過實例強化軟件的使用幫助設計人員解決具體的工程結構力學問題。特舉辦“ANSYS工程結構強度、剛度分析與優化設計基礎培訓”工程實例培訓，具體內容如下：
一、培訓目標：
（一）、理解有限元分析計算的原理；
（二）、掌握ANSYS workbench軟件的使用功能和操作流程；
（三）、掌握工程結構強度、剛度的分析方法和技巧；
（四）、掌握工程結構優化設計（拓撲優化、尺寸優化）分析方法；
（五）、培養獨立工程結構的力學分析能力。
二、增值服務：
1、贈送培訓同屏錄制高清視頻（價值2680元）
2、贈送資料包；
3、持本人學生證或教師證享有8.5折優惠；一個單位同時報名2人享有9折優惠； 一個單位同時報名3人以上（含）享有8.5折優惠。
展開 白車身結構強度分析報告
1.分析目的
白車身結構的靜強度不足則會引起構件在使用過程中出現失效。本報告采用有限元方法對Q11白車身分別進行了滿載、 1g制動、0.8g轉彎、右前輪抬高150mm、左后輪抬高150mm、右前輪左后輪同時抬高150mm,6種工況的強度分析，觀察整車受力狀況，找出高應力區，考察其零部件的強度是否滿足要求，定性地評價Q11白車身的結構設計，并提出相應建議。
2.使用軟件說明
本次分析采用HyperMesh作前處理，Altair optistruct求解。HyperMesh是世界領先的、功能強大的CAE應用軟件包，也是一個創新、開放的企業級CAE平臺，它集成了設計與分析所需的各種工具，具有無與倫比的性能以及高度的開放性、靈活性和友好的用戶界面，與多種CAD和CAE軟件有良好的接口并具有高效的網格劃分功能；Altair Optistruct是一個綜和隱式和顯示求解器與一體的大規模有限元計算軟件，幾乎所有的線性和非線性問題都可以通過其進行求解。通過Altair Optistruct可以進行任何形狀、尺寸、拓撲結構的優化，采用固定的內存分配技術，具有很高的計算精度和效率。
3.模型建立
對車身設計部門提供的Q11白車身CAD模型進行有限單元離散，CAD模型以及有限元模型如圖3.1所示。白車身所有零部件均采用板殼單元進行離散，并盡量采用四邊形板殼單元模擬，少量三角形單元以滿足高質量網格的過渡需要，網格描述見表3.1。
展開 
車身結構強度與碰撞安全分析技術
車身結構強度與碰撞安全分析技術2.rar
車身結構強度與碰撞安全分析技術1.rar
5月29-30日 北京+線上 | Hypermesh機械結構強度分析及網格劃分
有限元分析在多個制造行業的產品設計中發揮著重要先驗作用,Hypermesh是得到多個制造行業廣泛應用的有限元分析軟件之一,為了讓廣大分析人員更好地掌握Hypermesh這個有限元分析通用工具，特舉辦“Hypermesh機械結構強度有限元分析”專題培訓。
本課程基于Hypermesh平臺，介紹其強大的幾何清理、1D/2D/3D網格劃分及網格質量提升、模型連接、結果后處理等工具。通過各工具的使用方法及實戰技巧講解，再加上大量工程實例操作強化軟件應用，幫助設計人員快速掌握用有限元分析解決實際工程結構強度問題的能力。
時間及地點
2021年5月29日-5月30日 線下*北京/同步直播 （授課2天）
（課后可免費觀看同步教學視頻）
主講專家
該課程講師，博士，畢業于天津大學機械制造及其自動化專業，15年仿真分析經驗；4年工程機械結構強度仿真分析及試驗檢測經驗；6年汽車底盤結構耐久仿真分析經驗，底盤結構耐久子領域專家，負責10余款乘用車（類型涵蓋轎車、SUV、汽油車、電動車、混動車）底盤結構耐久仿真分析與優化，工程故障問題分析及解決方面亦經驗豐富。精通Hypermesh、Abaqus、Nastran、Ncode等工程仿真分析軟件，培養專業仿真分析工程師10余名，培訓機械設計工程師數十名。
收費標準
A：3600元/人，住宿可統一安排，費用自理。
展開 基于optistruct汽車車輪輪輞結構強度分析 ￥15
分析背景
依據GBT5334-2005乘用車車輪性能要求和試驗方法，對汽車車輪輪輞結構強度進行仿真分析，主要分析工況有：彎曲工況、徑向工況、沖擊工況。
分析結果
彎曲工況：
徑向工況：
沖擊工況：
具體操作方法、模型文件見附件。如購買本案例的朋友針對案例中的問題，我將免費解答。還是那句話，我們不玩虛的，玩虛的沒意思！
CAE在轉軸限位塊結構中強度分析的應用實例
1.前言：
汽車后視鏡轉軸限位塊由兩部分組成：基板及轉軸結構，限位塊位于基板凹槽內做限位作用。其分析結構如下所示：
對限位塊結構進行強度分析是機械轉軸結構設計中所需關心的重要問題，通過CAE仿真基板和轉軸結構在特定基板力矩下的受力情況，分析基板和轉軸結構是否會發生斷裂破壞，為進一步改進結構設計提供了理論依據。
2.案例概述：
設定作用于基板力矩{62.4N.m*1.2(安全系數)=74.88N.m}，分析左右限位兩種工況下，基板與轉軸的強度。通過分析發現，產品在特定情況下存在斷裂危險，需要對產品進行優化和改善。
3.使用軟件：
Hypermesh,abaqus/standard
4.CAE材料及模型
材料及參數：
名稱
材料
楊氏模量（Mpa）
抗拉強度（Mpa）
伸長率（%）
轉軸
壓鑄鋁合金ADC12
72000
228
1.4
基板
PRT+PET+GF45
15500
132
1.5
因限位塊在限位過程中不僅受到剪切，同時還受到拉伸的作用。因此評判過程用剪切強度或者拉伸強度來判斷都不夠嚴苛，分析通過PEEQ（平均等效應變）判斷：當基板Max PEEQ>伸長率1.5%，則材料失效斷裂；當轉軸Max PEEQ>伸長率1.4%，則材料失效斷裂。
CAE模型：
5.分析結果：
工況一：左限位
（1）轉軸
轉軸最大PEEQ為0.1929，遠大于其伸長率0.014，因此在74.88N.m力矩下轉軸發生斷裂破壞。
轉軸PEEQ與力矩有如上關系，當PEEQ為0.014時，力矩為55.800N.m。
展開 