地震工況分析的案例
ABAQUS CEL(例11) 地震工況下的邊坡大變形模擬 ￥70
ABAQUS CEL(例11) 地震工況下的邊坡大變形模擬
一、建模技術
地震工況下邊坡可能失穩進而出現滑坡現象，為避免模擬滑坡時網格產生的畸變問題，采用耦合歐拉拉格朗日法(CEL)進行滑坡的大變形模擬；土體本構采用摩爾庫倫模型；采用模型底部小范圍內的周期性荷載模擬地震荷載。
二、模型及部分結果展示
圖1：藍色為邊坡；紅色為空氣層
圖2：網格的劃分
圖3：賦予模型初始應力
圖4：土體達到地應力平衡時的應力分布
圖5：土體底部的地震荷載施加區域
圖6：所施加的周期性荷載（地震荷載）
圖7：邊坡因地震荷載產生的位移
圖8：地震波產生的區域
展開 abaqus 自重+地震，其中地震用反應譜分析，如何做？
abaqus 自重+地震，其中地震用反應譜分析，如何做？
純電動客車骨架結構優化（模態分析、極限工況分析、靜力分析、拓撲優化）
四 模態分析
車身骨架的振動特性與車身結構強度、乘坐舒適性等性能有直接聯系，振動特性與車身運行時的模態頻率息息相關，同時，模態分析也是下一步分析說必須要的過程。
對車架在實際使用工況下模擬其約束模態能分析其動態相應情況，自由模態雖然能反映車架固有屬性，但在實際使用環境中并不具有實際參考意義。
約束模態分析最重要的兩點就是創建合適的約束以及正確設置加載步，為得到客車實際工況極限彎曲、扭轉、兩種工況下的車架模態頻率，有如下兩種約束以及相應的前六階頻率及其振型圖。
展開 地震時程分析地震數據：四川阿壩州(5.12)馬爾康段
四川阿壩洲馬爾康附近的，5.12大地震邊上的。真實有效，單位花錢購來的，完整的地震歷時。提供常用的P50%10（50年超越概率10%），一般的工程設計地震常用這個,時間增量0.02秒。
為方便大家使用，已經將其轉化為標準的ABAQUS 輸入格式，數據文件是加速度，加速度單位是cm，請在加界中按0.01縮放！在INP中加入以下字段：
*AMPLITUDE, NAME=HAMPx, INPUT=X.inp
*AMPLITUDE, NAME=VAMPy, INPUT=Y.inp
*AMPLITUDE, NAME=VAMP, INPUT=Z.inp
----------------------------------------------------------------------------------------------
*Boundary, op=NEW, amplitude=HAMPx, type=ACCELERATION
“定義的約束集合名”, 1, 1,0.01（紅字）
----------------------------------------------------------------------------------------------
以下引用原報告，整多了據說會不和諧：
場地土層反應計算采用的輸入地震波是以地震危險性分析結果得到的基巖加速度峰值和基巖加速度反應譜?基巖地震相關反應譜作為目標譜，用人工數值模擬方法合成得到的，并以此作為場地地震反應計算的輸入地震波。
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ANSA中Nastran多工況分析設置——線性靜力分析
問題描述
在ANSA環境下設置Nastran多工況分析中的線性靜力分析。下圖為一個I型梁的有限元實體模型，存在多個邊界條件。
如左圖所示，一個I型梁的有限元實體模型的上表面的某個區域承受一個靜載荷壓力沿著Z軸的負方向，大小為1MPa，并且考慮重力的影響。需要研究在兩種載荷條件下，該模型的靜態行為。第一種只包含重力；第二種同時包含重力及上表面的壓力載荷。
基本步驟介紹
定義單點約束(SPC)
約束3為約束1和約束2的組合。
施加重力載荷
在預定義的單元面上施加預定義載荷
定義耦合的載荷集
如圖所示，為所有施加的載荷及邊界約束。
為靜力分析求解問題設定Header
本文主要介紹了ANSA中Nastran模塊對多工況分析步的設置。通過ANSA對上述工況進行設置，然后使用NASTRAN求解I型梁模型的線性靜態問題，確定梁在特定載荷工況下的響應。
ANSA中Nastran多工況分析設置.pdf
展開 ABAQUS多工況分析
載荷工況(簡稱工況)指特殊加載條件下的一組載荷及邊界條件，多工況分析指對一組工況同時求解，當結構承受多種不同類型的載荷時，需要研究結構在不同載荷和邊界條件下的線性響應時，使用多工況對問題進行分析比使用多個分析步更高效。例如研究飛機在起飛、爬升、巡航、俯沖、著陸和滑行過程中經歷的不同載荷的組合響應時，就可以采用多工況進行分析。
1、支持多工況分析的分析步類型有兩種：
*STEP, PERTURBATION
*STATIC (靜態的線性攝動分析)
*STEADY STATE DYNAMICS, DIRECT (直接法的穩態動力學分析)
2、多工況中可以包含的載荷類型：
邊界條件(不同的工況可以有不同的邊界條件)；
集中力;
分布力;
分布面力;
基于慣性的載荷；
3、功能的實現
首先，在step模塊下，創建一個適用于多工況的分析步；
在load模塊下，通過create load 功能創建多工況load，如創建Force-X、Force-Y、Force-Z、Moment-X、Moment-Y、Moment-Z六種載荷；
通過create boundary condition 功能，創建分別用于每種工況的約束條件，如BC1、BC2、BC3，或者創建一種適用于六種工況的約束條件;
同樣在load模塊下，通過主菜單load case功能創建用于分析的工況。
展開 座椅安全性能仿真分析工況簡介
</p><p>本文主要介紹在整車安全性能開發中對于座椅子系統的一些安全性能仿真分析、考察標準以及注意事項等。</p><p><br></p><h2>一、安全帶固定點強度分析</h2><h3>加載方法：</h3><p>將座椅地腳固定在白車身上 將上下人體模塊放置于座椅上，綁定安全帶后對上下人體模塊施加角度為10°±5°，力值大小為13500N的拉力，水平方向再額外施加一個20倍座椅的重力。</p><h3>考察標準以及注意事項：</h3><p>本實驗主要考察座椅、座椅安裝點、安全帶安裝點的強度，風險點主要是車身端安全上固定點位置容易拉脫，座椅端鎖扣支架位置容易發生大變形，座椅鎖扣側地腳螺栓以及滑軌容易失效。
展開 ANSYS強度折減法邊坡穩定性分析及地震荷載分析 ￥30
采用ANSYS有限元強度折減方法對滑坡穩定系數進行求解，通過有限元強度折減方法對不同工況下滑坡穩定系數進行計算，并將模擬計算值與極限平衡方法進行對比，驗證了強度折減方法的有效性。
有限元強度折減法是20世紀70年代末由英國科學家Zienkiewicz提出的，是通過不斷提高強度折減系數來降低坡體巖土抗剪強度參數，并反復試算，直到達到極限破壞狀態，程序自動根據彈塑性有限元計算結果得到滑動破壞面，同時得到滑坡的強度儲備安全系數。該方法在理論體系上比極限平衡法更嚴格，它全面滿足了靜力許可、應變相容以及土體的非線性應力-應變關系。
地震荷載加載前需要對模型進行模態分析求解，來獲得固有頻率及瑞麗阻尼系數，然后再對模型進行動態加載。
第一步：模型建立、施加邊界條件、自重工況下強度折減
第二步：模態分析求解
第三步：求解瑞麗阻尼系數、地震波加載
展開 電機多轉速工況的NVH分析！
本文將著重介紹利用Ansys2019R2最新版本的最新技術，如何實現電機多轉速工況下由電磁力引起結構振動噪聲的分析流程(之前版本只限于某個指定轉速工況下的電磁振動噪聲分析，無法自動實現多轉速工況下的分析流程及噪聲瀑布圖的輸出；而Ansys2019R2可以實現這個功能)。另外本文下面顯示的模型僅供為了說明分析流程之用。
首先、在Workbench平臺中搭建電機整個多物理場耦合的NVH分析流程。
電機振動噪聲建模分析：基于Motor-CAD的永磁同步電機E-NVH仿真分析（單一工況點噪聲）
本文基于Motor-CAD對永磁同步電機進行電磁振動噪聲（E-NVH）仿真分析，為永磁同步電機的E-NVH分析提供理論依據，并為永磁同步電機的E-NVH提供優化途徑。
Motor-CAD是全球領先的新能源汽車電機選型分析及設計軟件，用于新能源汽車電機的選型匹配，優化設計，競品分析，拆解分析等。開發至今，已被全球主要的整車生產企業、電機生產商、科研機構及高校等廣泛使用。
Motor-CAD集成化軟件包，可在選型、設計階段高效地對電機進行電磁和熱性能測試；軟件包括：電磁（EMag）、熱（Therm）、機械模塊（Mechanical）和虛擬實驗室（Lab）四個模塊，可在幾分鐘內精確評估電磁、熱和電磁振動噪聲特性。
本例以一臺48S8P永磁同步電機為例，對電機的電磁噪聲進行仿真分析。通過Motor-CAD中的Mechanical模塊對電機E-NVH進行仿真分析，為后續的降噪方案提供思路。下圖所示電機的Motor-CAD模型圖，內置式永磁同步電機，具體的結構參數設置在此不再贅述。
展開 循環工況下冷卻液溫度的仿真分析
模擬車輛在循環工況下，冷卻系統中冷卻液的溫度變化。模型中輸入發動機的散熱量的map圖譜、水泵的P-Q特性、散熱器的散熱性能、節溫器的open特性等，計算可以獲得系統內的冷卻液的溫度·流量·壓力隨時間變化的曲線（圖中為發動機轉速、發動機水套水溫、散熱器冷卻液溫度隨時間變化的曲線）
針對某袋除塵器整體進行ABAQUS有限元分析，考慮九項載荷工況，分析設備靜應力、熱應力、變形及熱膨脹數值 ￥15
圖3 立柱底部邊界約束
載荷：
（1）自重（軟件考慮）；
（2） 頂部載荷：檢修載（按400kg/m2）；
（3） 花板處載荷：濾袋、濾籠、濾袋積灰（積灰厚度按5mm）共3.06t；
（4） 灰斗積灰重：滿灰9.6t；
（5） 保溫載荷：按25kg/m2；
（6） 負壓11000Pa或正壓8000Pa兩種工況分別施加；
（7） 煙道及檢修平臺載荷：上煙道（出氣端）900kg，下煙道（進氣端）
400kg，上中下三層檢修平臺檢修載荷均為400×2.85×3.25=3705kg。
注：此項載荷殼體和鋼支架各占一半。
（8） 灰斗卸灰口載荷（方向按照幾何模型坐標系）：FX=4700N，FY=3500N，FZ=-4700N，MX=3690N.m，MY=4800N.m，MZ=5540N.m。
（9） 頂部牛腿處檢修荷載：單個牛腿處載荷為1t，頂板為260×260，轉化為面壓添加，面壓為1×10×1000/260/260=0.148N/mm2。
下圖4所示為載荷添加圖示：
（a）負壓11000Pa （b）正壓8000Pa （c）花板處載荷
展開 基于Motor-CAD的永磁同步電機變速工況E-NVH仿真分析
圖1 樣機軸向及軸向結構圖
圖2 磁密云圖
2.2 Motor-CAD 分析E-NVH前準備
2.2.1 在應用Motor-CAD 分析電機電磁噪聲時，需要對氣隙磁密進計算。并需要對氣隙進行加密處理，如下圖所示為電機氣隙加密操作。在對氣隙加密時，加密點數為槽數極數最小公倍數。
圖3 氣隙加密設置
2.2.2 在進行電磁噪聲計算時，必須電磁計算完成后才能切換到機械模塊進行設置，下圖所示為進行集中力設置，主要包括：齒部節點數和節點包含實際點數。
圖4 定子齒部集中力設置
2.3 Motor-CAD 單點工況E-NVH仿真分析
2.3.1 單點工況分析具體設置
在進行單點工況分析時，需要進行工況點激勵設置下圖所示為單點工況分析激勵設置—3200rpm@223N.m。具體的是3個步驟：1.添加需要計算的工況；2.計算電機外特性曲線；3.計算對應工況的電磁力、振動噪聲等。
圖5 定子齒部集中力設置
2.3.2 模態及電磁力計算結果分析
在計算完成后，需對結果進行分析。Motor-CAD包含了豐富的后處理功能。下圖所示為模態計算結果，包括了模態等效集中質量、等效集中剛度及模態固有頻率。
圖6 定子模態計算結果
在分析電磁振動噪聲時，主要是分析靠近定子側的電磁力。下圖所示為電機氣隙一點徑向力隨時間變化波形及fft，從中我們可以得到各次諧波幅值大小。
圖7 電磁力計算結果
下圖所示為電機氣隙時空波形及其傅里葉分解，從中我們可以得到各次諧波幅值大小。
圖8 電磁力計算結果
下圖所示為電機氣隙徑向力時空波形及其二位傅里葉分解。
展開 彎曲工況下車輪強度、疲勞分析方法對比
3.3分析結果匯總
4 分析結果
對比模型1與模型2、模型4與模型5的分析結果，實體和殼兩種離散方式，車輪輪輻拉伸位置與通風孔附近，實體離散方式應力低于殼?？芍捎趯嶓w單元（減縮積分單元）在厚度方向上僅有3層，分析結果不精確，故應采取殼單元對車輪進行離散。
對比模型3與模型4結果，接觸對和GAPUNI單元兩種接觸模擬方法，二者在輪輻拉伸位置應力均為350.7MPa，超過屈服極限350MPa，二者等效塑性應變略有不同，僅相差0.003%，壽命分別為14170次與17600次。 利用接觸對與GAPUNI單元兩種接觸模擬方法，計算結果相差不大，利用GAPUNI單元模擬接觸建模簡單，易收斂，故推薦使用GAPUNI單元模擬接觸。
對比模型1與模型4結果，對于殼單元，考慮預緊力與接觸時，螺栓安裝面（接觸位置）應力與等效塑性應變明顯降低?？芍紤]預緊力與接觸時，避免了建模引起的螺栓安裝面處的應力集中。
5 結論
本文采用HyperMesh軟件對車輪利用5種建模方式進行離散，在彎曲工況下進行強度分析和疲勞分析，研究對比了分別用殼單元與體單元離散車輪，在螺栓安裝面是否模擬預緊力與接觸，接觸模擬方式不同（接觸對與GAPUNI單元）時，車輪的強度與疲勞分析結果，可知采用模型4的方法（殼單元離散，考慮預緊力，用GAPUNI模擬接觸）強度、疲勞分析結果最為準確，且此方法使用殼單元建模簡單，GAPUNI單元相比接觸對建模簡單，分析易收斂，考慮螺栓預緊力，能正確模擬車輪彎曲試驗工況的受力狀態，保證了結果的精確度。
展開 求助，模態分析時，不同工況下的模態分析，但是頻率值基本相同，這數據可信嘛？
在不同的工況下得到的頻率值，但是各個階次的頻率基本相同，這數據能信嘛？
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