abaqus支架分析的案例
Abaqus在汽車支架結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用實(shí)例
Abaqus在汽車支架結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用實(shí)例
前言：
汽車支架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是汽車行業(yè)在可靠性設(shè)計(jì)中所關(guān)心的最基本的問題，通過CAE仿真指出支架在不同工況下受到的最大應(yīng)力等，為進(jìn)一步改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)，為汽車行業(yè)在提高可靠性、降低產(chǎn)品的損壞率、壓縮成本方面起到了顯著的作用。
概述：
針對(duì)某款支架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析，旨在確保產(chǎn)品在不同工況下不會(huì)受到破壞，確保安全。在分析過程中，發(fā)現(xiàn)加載300N的力后，最大應(yīng)力大于抗拉強(qiáng)度，支架會(huì)發(fā)生破壞，本著讓產(chǎn)品更加優(yōu)秀的原則，我司對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)并再次分析，結(jié)果小于其抗拉強(qiáng)度，使其破壞風(fēng)險(xiǎn)降低。
使用軟件：
Hypermsh,Abaqus/standard
分析結(jié)果：
修改前的應(yīng)力云圖：
加載300N，最大應(yīng)力達(dá)到80Mpa，大于抗拉強(qiáng)度，支架會(huì)發(fā)生斷裂。斷裂位置為支架上部分與下部分連接處。
最大總體位移13.42mm。
優(yōu)化后的分析結(jié)果：
加載300N，最大應(yīng)力61.85Mpa，小于其抗拉強(qiáng)度80Mpa，破壞風(fēng)險(xiǎn)低。最大應(yīng)力位于背部加強(qiáng)筋處。
最大總體位移8.923mm。
結(jié)論：
修改后最大應(yīng)力61.85Mpa，小于其抗拉強(qiáng)度。修改后模型強(qiáng)度較改前好。修改后總體位移8.923mm，其剛度較修改前好。
歡迎關(guān)注微信公眾號(hào)：有限元科技
展開 基于ABAQUS和Isight的液壓支架底座強(qiáng)度分析與優(yōu)化
摘 要：為了降低某液壓支架底座工作時(shí)的最大應(yīng)力，提高其安全性，使用ABAQUS軟件對(duì)3種工況下的底座進(jìn)行強(qiáng)度分析，找出底座的薄弱點(diǎn)。對(duì)底座重新進(jìn)行參數(shù)化建模，使用Isight軟件聯(lián)合Catia和ABAQUS對(duì)底座進(jìn)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(duì)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(shí)實(shí)現(xiàn)了底座的輕量化，提高了其經(jīng)濟(jì)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(jī)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(jī)構(gòu)、掩護(hù)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(qiáng)度，并未進(jìn)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(qiáng)度。田立勇等[4]研究了各工況下液壓支架底座的強(qiáng)度及不同板厚對(duì)底座強(qiáng)度的影響，并簡(jiǎn)單進(jìn)行優(yōu)化。以上對(duì)底座的研究主要集中在強(qiáng)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(jì)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(duì)某液壓支架底座進(jìn)行強(qiáng)度及優(yōu)化分析，在提高底座安全性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)底座的輕量化。
1 某液壓支架底座強(qiáng)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(qiáng)度，提取底座的3種典型工況進(jìn)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(jiǎn)化模型
為了提高強(qiáng)度分析的效率，在分析前對(duì)底座進(jìn)行簡(jiǎn)化。
底座主體結(jié)構(gòu)由鋼板焊接而成，鋼板間的焊縫強(qiáng)度視為與鋼板相同。去掉對(duì)強(qiáng)度影響不大的孔、倒角等結(jié)構(gòu)。
展開 冠脈支架平板支撐力abaqus仿真分析 ￥19
平板支撐力和徑向支撐力是評(píng)估冠脈支架力學(xué)性能的兩個(gè)重要方法，研究表明兩種測(cè)試方法在表征冠脈支架力學(xué)性方面表現(xiàn)出一致性。平板支撐力的方法較容易實(shí)現(xiàn)，具體方法如圖0.1所示，在拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)上下夾頭分別安裝平板，將被測(cè)支架放置于下支撐板上，設(shè)置拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)下壓的速度，上壓板開始接觸支架到壓縮到一定行程，傳感器記錄該過程的位移和力的數(shù)據(jù)。由于上述壓縮是一個(gè)緩慢的過程，可以認(rèn)為壓縮速度不對(duì)測(cè)試結(jié)果造成明顯偏差，即認(rèn)為是一個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)過程，利用ABAQUS靜力學(xué)模塊可以模擬該過程。
圖0.1平板支撐力測(cè)試示意圖
圖0.2 CAE模擬平板支撐力的壓縮過程
最常困惑產(chǎn)品開發(fā)者的不僅是測(cè)試周期的漫長(zhǎng)，因?yàn)閺脑O(shè)計(jì)，采購物料，加工，測(cè)試是非常消耗時(shí)間的，但是這個(gè)過程可以通過有限元的方法來縮減開發(fā)周期及減少迭代的次數(shù)；另一個(gè)困惑是產(chǎn)品性能的確定，支架的支撐力越大越好還是越小越好？當(dāng)然是合適最好，但是如何確定一個(gè)安全，可靠，有效的性能參數(shù)比產(chǎn)品的實(shí)際測(cè)試要更復(fù)雜一些。
下面主要詳解幾點(diǎn)：
1.通過step by step詳細(xì)介紹支架平板支撐力的仿真過程
2.仿真使用的材料參數(shù)是如何通過測(cè)試獲得的
3.如何定義支架的力學(xué)性能參數(shù)
展開 基于abaqus的血管支架有限元模擬分析
3.3 接觸的設(shè)置
在載荷分析的初始，設(shè)置主筋和連接筋為Tie連接，同時(shí)血小板和血管也為Tie連接。在第一步分析時(shí)，設(shè)置氣囊和血管支架、血管支架和血小板、氣囊和血小板為surface-to-surface 連接。算法采用罰剛度算法，滑移選用有限滑移。接觸類型中，正向壓力采用硬接觸，切向壓力中，摩擦系數(shù)選為0.2。同時(shí)，氣囊的外表面設(shè)置為自接觸。
3.4 模型的求解
由于本文模型運(yùn)用的是abaqus的顯示動(dòng)力學(xué)求解準(zhǔn)靜態(tài)模型，因此，需要采用一定的方法來加速問題的模擬。在abaqus中準(zhǔn)靜態(tài)加速分析的方法包含質(zhì)量放大，加大加載速率等方式。
Abaqus explicit中穩(wěn)定的時(shí)間增量與單元的特征長(zhǎng)度成正比，與材料的膨脹速度成反比；而材料的膨脹速度與彈性模量的根方成正比，與材料的密度根方成反比。增加abaqus explicit 求解時(shí)的穩(wěn)定增加時(shí)間增量，以加快求解速度。因此，在模型的求解中通過提供材料的密度進(jìn)而對(duì)物體的質(zhì)量進(jìn)行放大，以實(shí)現(xiàn)求解速度的加快，經(jīng)過多次嘗試之后，本文采用的質(zhì)量放大系數(shù)為1000。
四、結(jié)果的分析
4.1 評(píng)估結(jié)果的有效性‘’
評(píng)估abaqus explicit模擬是否產(chǎn)生了正確的準(zhǔn)靜態(tài)響應(yīng)分析。具有普遍意義的方式是研究模型中的各種能量。式4是abaqus explicit 中的能量平衡方程。
作為一般性的規(guī)律，在大多數(shù)過程中，變形材料的動(dòng)能將不會(huì)超過其內(nèi)能的一個(gè)很小的比例（典型的為5%~10%）。
圖8 動(dòng)能和內(nèi)能歲時(shí)間的變化關(guān)系圖
本文求解中，動(dòng)能與內(nèi)能變化曲線的關(guān)系如圖8所示。模擬過程中，動(dòng)能占內(nèi)能的比例為（0.611/9.519）6%左右，因此此次的準(zhǔn)靜態(tài)模擬結(jié)果是可接受的。
展開 
【操作篇】基于ABAQUS軟件的懸置支架模態(tài)分析的實(shí)操指南——Step By Step ￥20
模態(tài)分析是動(dòng)力學(xué)分析中最為基礎(chǔ)的分析，結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性決定了結(jié)構(gòu)對(duì)于其他各種動(dòng)力載荷的響應(yīng)情況。所以一般情況下再進(jìn)行其他動(dòng)力學(xué)分析之前，首先進(jìn)行模態(tài)分析。在汽車零部件設(shè)計(jì)過程中，使用模態(tài)分析可以提前避免共振。并根據(jù)零件模態(tài)頻率與其自身剛度的關(guān)系，大致估算零件的剛度。
模態(tài)分析中主要有一下四個(gè)步驟：
1. 建模。
一般需要分析的零件我們都在專業(yè)的三維設(shè)計(jì)軟件完成，并借助HyperMesh等輔助軟件完成對(duì)零件的有限元化處理。故此處的建模為指定模型的密度。再模態(tài)分析的理論介紹時(shí)我們已經(jīng)重點(diǎn)說明了質(zhì)量在模態(tài)分析的重要性，所以在此步驟中一定要定義模型的密度屬性。另外模態(tài)分析中只能使用線性單元和線性單元，對(duì)于非線性的性質(zhì)在計(jì)算過程中會(huì)被忽略掉。
2. 設(shè)置模態(tài)分析的相應(yīng)參數(shù)。
模態(tài)分析需在Linear Perturbation下的Frequency 分析步下完成。一般只需要設(shè)置需要計(jì)算的模態(tài)階數(shù)，其他默認(rèn)即可
3. 施加約束條件。
根據(jù)我們需要計(jì)算的模態(tài)頻率，可以對(duì)模型施加相應(yīng)的約束條件。若我們關(guān)心模型的自由模態(tài)，此處直接跳過；如果我們需要計(jì)算模型的對(duì)地約束模態(tài)，那我們直接對(duì)螺栓固定處直接施加六方向完全約束即可；如果需要仿真模型的實(shí)際裝配后的模態(tài)，則需要根據(jù)實(shí)際情況施加相應(yīng)的約束條件。
4. 運(yùn)行求解、結(jié)果處理。
設(shè)置完成之后就可以運(yùn)行求解，借助ABAQUS軟件的后處理部分查看云圖，讀取相應(yīng)的模態(tài)頻率與模態(tài)振型。
下面我們以某一懸置支架的模態(tài)分析為例簡(jiǎn)述懸置支架的模態(tài)分析過程。
展開 基于Ncode疲勞分析的路試車PTC支架開裂問題研究
首先對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度分析，確定是否為強(qiáng)度不足原因?qū)е碌膯栴}；其次對(duì)其進(jìn)行模態(tài)分析，確定其低階模態(tài)頻率，了解其模態(tài)性能；最后對(duì)其進(jìn)行振動(dòng)疲勞分析；根據(jù)分析結(jié)果，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并進(jìn)行CAE驗(yàn)證分析，最后制作樣件搭載路試車進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。
2基于ABAQUS的支架強(qiáng)度分析
在車輛的行駛過程中，
會(huì)出現(xiàn)以下對(duì)支架產(chǎn)生各個(gè)方向沖擊的典型惡劣工況：
（1）垂直上跳工況；
（
2）緊急制動(dòng)工況；
（3）左急轉(zhuǎn)向工況；
（4）右急轉(zhuǎn)向工況；
（5）左急轉(zhuǎn)向后緊急制動(dòng)工況。
這幾種工況會(huì)對(duì)車輛造成各個(gè)方向的慣性載荷沖擊，在整車研發(fā)流程的CAE分析中，一般用這五種分析工況來計(jì)算考察支架類的強(qiáng)度。
Hypermesh是一款功能強(qiáng)大的前處理軟件，ABAQUS則是車企通用的一款功能強(qiáng)大的求解器，這兩款軟件能夠結(jié)合使用從而達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確計(jì)算的目的。本章基于Hypermesh與ABAQUS對(duì)PTC支架進(jìn)行強(qiáng)度分析。
2.1前處理
使用Hypermesh對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)格劃分、材料設(shè)置、屬性賦予與邊界條件定義。
首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何清理，清理完成后，對(duì)于鈑金件使用2d平面shell網(wǎng)格，并在屬性中對(duì)其賦予厚度；對(duì)于實(shí)體結(jié)構(gòu)以solid網(wǎng)格劃分為四面體網(wǎng)格。網(wǎng)格劃分完成后，對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行質(zhì)量檢查，修正質(zhì)量較差網(wǎng)格與失敗網(wǎng)格，以保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。PTC模塊本體以質(zhì)量點(diǎn)代替，在其質(zhì)心位置建立mass點(diǎn)，以RBE2單元連接至安裝點(diǎn)。焊點(diǎn)建立為ACM類型。劃分好的網(wǎng)格如圖2所示。
由于支架安裝在前艙橫梁上，為模擬其真實(shí)受力狀態(tài)，故在分析時(shí)將其安裝在橫梁上，連帶橫梁一起，截取部分白車身進(jìn)行計(jì)算。
展開 支架的線性靜力分析 ￥19.89
一、問題描述
如下圖所示的支架，一端牢固地焊接在一個(gè)大型結(jié)構(gòu)上，支架的圓孔中穿過一個(gè)相對(duì)較軟的桿件，圓孔和桿件用螺紋連接。材料的彈性模量E=21000MPa，泊松比μ=0.3。支架有以下兩種工況，如下圖所示。
1）桿件的一端受到沿Y軸負(fù)方向上的集中力F=2kN，其大小隨時(shí)間變化。除了上述載荷之外，支架的自由端還在局部區(qū)域上受到均布的剪力Ps=36MPa。
2）要求確定這兩種工況下支架撓度隨時(shí)間變化的情況，以及內(nèi)圓角處的最大主應(yīng)力。根據(jù)分析結(jié)果來改進(jìn)設(shè)計(jì)，以減小應(yīng)力集中。
二、建模要點(diǎn)
1) 此問題研究的是結(jié)構(gòu)的靜態(tài)響應(yīng)，所以分析步類型應(yīng)為 Static,General。
2) 由于關(guān)心的是應(yīng)力集中部位的應(yīng)力狀態(tài)，所以在模型中使用C3D20R 單元（20 節(jié)點(diǎn)六面體二次縮減積分實(shí)體單元）。
3) 基于結(jié)構(gòu)和載荷的對(duì)稱性，只作出 1/2 模型進(jìn)行分析。
4) 由于圓孔處螺紋的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)不是所關(guān)心的重點(diǎn)，可以簡(jiǎn)化桿件和圓孔之間的連接關(guān)系，不對(duì)桿件和螺紋精確建模，而是在桿件一端的受力點(diǎn)和圓孔表面之間建立分布耦合約束(distributing coupling) 。
三、建模步驟
1. 建立模型：導(dǎo)入其他軟件已繪制好的部件，在“文件”-“導(dǎo)入”-“部件”
圖1 導(dǎo)入部件過程
由于工件的對(duì)稱性，沿對(duì)稱軸作原工件的1/2來進(jìn)行分析
圖2 導(dǎo)入的部件
2. 創(chuàng)建材料和截面屬性
1）創(chuàng)建材料：創(chuàng)建名為Material-1的材料，設(shè)置楊氏模量為210000、泊松比為0.3。
展開 Abaqus血管支架仿真 附ABAQUS基礎(chǔ)教程與實(shí)例詳解劉展下載
▲ 膨脹步驟中，只包括支架的內(nèi)表面和膨脹工具的外表面之間的接觸
在分析中，成對(duì)兩兩域可以修改，刪除不活動(dòng)的交互，并添加新的交互（僅在Abaqus/顯式中可用）
▲
收縮步驟，包括支架的外表面與收縮工具的內(nèi)表面之間的接觸
許多情況，從接觸域中排除表面比指定包含的表面更為方便。
▲ 在收縮步中，排除與膨脹工具外表面的接觸
接觸初始化（僅在Abaqus/Standard可用）：
通用接觸的默認(rèn)行為，是調(diào)整較小的初始干涉，無應(yīng)變產(chǎn)生，可用把其當(dāng)作干涉配合。
▲ 接觸初始化定義
補(bǔ)充邊-面、邊-邊算法：
Abaqus/Standard中使用的面對(duì)面接觸算法，難以解決點(diǎn)/邊-面和邊-邊接觸(在支架收縮過程中可能發(fā)生)；邊-表面的算法，考慮了實(shí)體和殼單元建模的三維實(shí)體邊和最明顯的幾何特征邊，并默認(rèn)激活帶有45度的截止角；邊-邊算法，考慮了涉及實(shí)體特征邊和殼周邊/特征邊的接觸。
▲ 特征邊的接觸設(shè)置
通用接觸不具備的特點(diǎn)：
解析剛體表面（Abaqus/Standard）
二維模型（Abaqus/Explicit）
基于節(jié)點(diǎn)面
小滑移
粗糙摩擦或拉格朗日摩擦(Abaqus/Standard)
請(qǐng)參閱AbaqusAnalysis用戶指南，了解通用接觸限制的完整列表，為了使用這些特定的特性，需要使用接觸對(duì)方法，下次分享。
下載地址：ABAQUS基礎(chǔ)教程與實(shí)例詳解劉展
展開 某型巷道超前支架結(jié)構(gòu)有限元分析報(bào)告及合規(guī)性分析
<h3><strong>【版權(quán)聲明與技術(shù)存證】關(guān)于某型“巷道超前支架”結(jié)構(gòu)有限元分析報(bào)告的公開撤回聲明</strong></h3><p><strong>一、 成果歸屬與授權(quán)撤回</strong></p><p>本文發(fā)布內(nèi)容為本人針對(duì)某型巷道超前支架所做的有限元分析（FEA）階段性成果。</p><p><strong>合作背景說明：</strong> > 合作方：<strong>西安某礦業(yè)學(xué)科背景高校相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)</strong></p><p><strong>撤回原因：</strong> 在合作推進(jìn)過程中，雙方在高度復(fù)雜仿真工作的資源投入規(guī)模與技術(shù)驗(yàn)證深度方面，始終未能形成一致的基本認(rèn)知。目前相關(guān)工作仍處于獲取階段性原始數(shù)據(jù)的初始階段，由于缺乏后續(xù)必要的閉環(huán)技術(shù)交互，現(xiàn)有計(jì)算模型尚無法完成有效驗(yàn)證，邏輯完整性亦無法確認(rèn)。基于工程仿真對(duì)嚴(yán)謹(jǐn)性和可驗(yàn)證性的基本要求，在上述條件下繼續(xù)推進(jìn)相關(guān)分析，已不具備形成可靠工程結(jié)論的技術(shù)前提，因此相關(guān)工作不具備繼續(xù)開展的條件。本人現(xiàn)正式宣布：<strong>公開撤回該項(xiàng)目所有相關(guān)技術(shù)授權(quán)，禁止任何單位及個(gè)人在論文、結(jié)項(xiàng)、生產(chǎn)及商業(yè)活動(dòng)中使用本文所涉模型及計(jì)算結(jié)果。</strong></p><p><strong>二、 技術(shù)合規(guī)性風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警</strong></p><p>根據(jù) <strong>GB 25974.1-2010</strong>《煤礦用液壓支架》國家標(biāo)準(zhǔn)，超前支架必須通過嚴(yán)格的非對(duì)稱偏載工況及整體屈曲穩(wěn)定性校驗(yàn)。本人在初步文檔中已明確告知對(duì)方相關(guān)必要工況，但由于項(xiàng)目在進(jìn)入核心偏載計(jì)算階段前已關(guān)停，目前對(duì)方手中持有的僅為“工況1：頂梁均布垂向載荷”等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，<strong>并未執(zhí)行國標(biāo)要求的偏載評(píng)估，不具備任何工程參考價(jià)值。</strong>。
展開 abaqus怎么模擬血管支架的輸送過程？
現(xiàn)已有血管模型和支架模型，血管支架植入需要輸送裝置將其輸送到病變部位，abaqus怎么設(shè)置可以讓支架按照指定路徑移動(dòng)到指定位置，模擬支架的輸送過程？謝謝各位大佬指教！！
ABAQUS-醫(yī)療支架壓握與徑向支撐力提取
徑向支撐力是支架的重要性能參數(shù)，通過仿真實(shí)現(xiàn)對(duì)支架的徑向支撐力進(jìn)行計(jì)算可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本和縮短設(shè)計(jì)周期，是醫(yī)療支架設(shè)計(jì)過程中的重要環(huán)節(jié)，該文章詳細(xì)介紹了支架徑向支撐力提取中涉及的建模、劃分網(wǎng)格、邊界條件設(shè)置、后處理等過程，并且通過不同模型對(duì)比對(duì)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。
圖1、參考論文
圖1是文獻(xiàn)中常見的徑向支撐力提取方法，該文章也是采用這一方法進(jìn)行操作。
圖2、支架U-RF圖
圖3、不同結(jié)果對(duì)比
工程師在仿真過程中常遇見的問題是無法驗(yàn)證結(jié)果的準(zhǔn)確性，圖3對(duì)三種不同工況支架進(jìn)行仿真模擬，并對(duì)比了結(jié)果，驗(yàn)證了結(jié)果的可靠性。
蘋果用戶請(qǐng)看：關(guān)于購買費(fèi)用問題
不使用微信豆購買方法：小商店
推薦閱讀
ABAQUS-三翼球囊折疊與血管支架壓握擴(kuò)張仿真
ABAQUS-NiTi自擴(kuò)張支架置入動(dòng)脈瘤彎曲血管仿真
ABAQUS-覆膜支架植入彎曲血管與撤出仿真
ABAQUS-WrapMesh/UnWrapMesh插件
ABAQUS-醫(yī)療器械-冠脈支架、NITI自擴(kuò)張支架從建模到壓握擴(kuò)張完整視頻教學(xué)（含血管）
以下為詳細(xì)操作視頻
展開 
基于懸置支架動(dòng)剛度分析的整車NVH性能分析及改進(jìn)
本文設(shè)定有限元分析條件如下：材料阻尼取0.06，約束安裝點(diǎn)123456，在驅(qū)動(dòng)點(diǎn)的x\y\z方向上施加1N的激勵(lì)力,頻率范圍0~2000HZ,每隔2HZ輸出一個(gè)速度響應(yīng)。評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)如下：按照公司商用車標(biāo)準(zhǔn)：支架各方向的動(dòng)剛度應(yīng)該與目標(biāo)線1000N/mm的交點(diǎn)位置應(yīng)該大于400HZ。
4 懸置支架動(dòng)剛度分析實(shí)例
4.1 研究車型的噪聲現(xiàn)狀
我公司CN100配B15車型，從測(cè)試數(shù)據(jù)看在4200~4600和3200rpm處有明顯的噪音峰值，均超出了目標(biāo)線范圍。如圖所示：
圖1 車內(nèi)噪聲曲線
造成這兩個(gè)轉(zhuǎn)速下噪聲峰值的原因，從以下頻譜分析圖可知是由于發(fā)動(dòng)機(jī)左懸置支架共振操產(chǎn)生的，試驗(yàn)測(cè)得共振頻率分別為288HZ左右，由于該車型所用發(fā)動(dòng)機(jī)位4缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，在4200rpm和4600rpm處二階頻率激振恰好是280HZ和307HZ，應(yīng)該是支架動(dòng)剛度不足導(dǎo)致的共振問題。
圖2 噪聲頻譜圖
4．2原懸置支架動(dòng)剛度分析
針對(duì)上述問題，根據(jù)Altair RADIOSS軟件，建立左懸置支架的有限元模型（見圖）
，其中網(wǎng)格以四邊形為主，三角形為輔。模型中采用計(jì)算中所使用的材料參數(shù)如下：
鋼的材料參數(shù)：彈性模量：210Gpa，材料密度：7.8e-9ton/mm3，泊松比：0.3。
圖3 左懸置支架的有限元模型
采用AltairRADIOSS軟件的模態(tài)頻率響應(yīng)方法計(jì)算該安裝點(diǎn)的動(dòng)態(tài)剛度。本文設(shè)定有限元分析條件如下：材料阻尼取0.06，約束安裝點(diǎn)123456，在驅(qū)動(dòng)點(diǎn)的x\y\z方向上施加1N的激勵(lì)力,頻率范圍0~1000HZ,每隔2HZ輸出一個(gè)速度響應(yīng)。
展開 基于SimSolid的修井機(jī)支架模態(tài)分析及靜力學(xué)分析對(duì)比
基于Simsolid的修井機(jī)支架模態(tài)分析及靜力學(xué)分析對(duì)比.pdf
石油修井機(jī)已成為石油鉆井行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，在油田修井作業(yè)中應(yīng)用非常廣泛，修井機(jī)機(jī)架是修井機(jī)的主要受力部件，具有承重大，薄壁，焊接件等特點(diǎn)，實(shí)際工作中易發(fā)生強(qiáng)度破壞、失穩(wěn)等問題。針對(duì)某型修井機(jī)支架設(shè)計(jì)模型，進(jìn)行靜力學(xué)強(qiáng)度校核及模態(tài)分析。模型如圖1.1.1所示。
圖1.1.1 修井機(jī)支架設(shè)計(jì)模型
分別采用ANSYS Workbench及SimSolid軟件進(jìn)行模態(tài)分析，保證約束及載荷相同的情況下，對(duì)比模態(tài)分析的前六階頻率及振型。
分別采用ANSYS Workbench，ANSYS APDL及SimSolid軟件進(jìn)行靜力學(xué)分析，重點(diǎn)關(guān)注支架的位移及應(yīng)力分布，進(jìn)行強(qiáng)度校核。
展開 基于拓?fù)鋬?yōu)化的壓縮機(jī)支架輕量化分析
吳濤[8]等通過改變壓縮機(jī)鑄鋁支架的自身結(jié)構(gòu)和在發(fā)動(dòng)機(jī)上的固定方式，提高了壓縮機(jī)支架的低階頻率，解決了共振問題。
上述文獻(xiàn)對(duì)于出現(xiàn)的故障，大多是增加支架或者增加減振措施進(jìn)行故障整改，通過改變壓縮機(jī)支架的模態(tài)，以避免其與發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生耦合或共振。目前文獻(xiàn)更多的是關(guān)注壓縮機(jī)支架模態(tài)，而對(duì)其輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)卻少有涉及。本文在滿足壓縮機(jī)支架模態(tài)目標(biāo)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下，通過optistruct軟件的拓?fù)鋬?yōu)化的有限元仿真分析方法，對(duì)壓縮機(jī)鑄鋁支架進(jìn)行了輕量化設(shè)計(jì)，輕量化結(jié)果通過臺(tái)架模態(tài)錘擊試驗(yàn)、臺(tái)架的振動(dòng)試驗(yàn)和整車的道路耐久試驗(yàn)，三項(xiàng)試驗(yàn)均未出現(xiàn)NVH性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度失效問題，證實(shí)了該拓?fù)鋬?yōu)化對(duì)該壓縮機(jī)支架輕量化的有效性和可靠性。
1 壓縮機(jī)支架分析
1.1 有限元模型
壓縮機(jī)質(zhì)量為6.5kg，材料為鑄鋁ADC12。對(duì)其內(nèi)部復(fù)雜構(gòu)造進(jìn)行簡(jiǎn)化建模，并根據(jù)壓縮機(jī)的外殼進(jìn)行實(shí)體solid網(wǎng)格劃分。壓縮機(jī)網(wǎng)格采用tetra四面體網(wǎng)格，網(wǎng)格尺寸選用4mm。壓縮機(jī)支架也為鑄鋁件，亦采用tetra四面體網(wǎng)格。
壓縮機(jī)支架作為過渡支架通過長(zhǎng)桿螺栓將壓縮機(jī)固定在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上，其有限元模型如圖1所示。壓縮機(jī)支架材料牌號(hào)為ADC12鑄鋁，性能參數(shù)如表1所示：
1.2 模態(tài)分析
模態(tài)分析是一種用來分析某結(jié)構(gòu)件或某系統(tǒng)的振動(dòng)特性即固有頻率和振型的分析方法。根據(jù)Block Lanczos法，可分析出壓縮機(jī)支架的模態(tài)和陣型，其結(jié)構(gòu)振動(dòng)方程可簡(jiǎn)化為公式[9]（1）。
展開 【iSolver案例分享34】異形支架受力分析
【iSolver案例分享34】異形支架受力分析
1. 引言：
iSolver為一個(gè)完全自主的面向工程應(yīng)用的通用結(jié)構(gòu)有限元軟件，對(duì)標(biāo)Nastran、Ansys、Abaqus設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，具備結(jié)構(gòu)有限元常用分析類型和單元、材料、載荷等基礎(chǔ)算法組件，精度和Abaqus一致。本文以異形支架受力分析為例，演示iSolver的分析流程，并將iSolver和Abaqus計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。
2. 模型背景
此案例為某類異形支架的靜力學(xué)分析，分析對(duì)象為不規(guī)則三維實(shí)體結(jié)構(gòu)，為保證最大限度將模型劃分為六面體網(wǎng)格，需要將模型進(jìn)行適當(dāng)切分。該壓力容器建模選用的單位制為mm-MPa-s制，結(jié)構(gòu)材料為鋼，其彈性模量為200000MPa，泊松比為0.3。
3. 建模
模型如下：
由于結(jié)構(gòu)形式較為規(guī)整，為保證模型的求解精度和求解效率，整體采用六面體網(wǎng)格劃分，單元類型選用實(shí)體單元C3D8R，模型共劃分為3540個(gè)單元。
：
材料屬性如下：
約束條件為模型底面約束六個(gè)自由度，載荷條件為模型圓柱形端面施加100MPa的壓強(qiáng)載荷。
：
4. 結(jié)果對(duì)比
1) 應(yīng)力
a) 視圖1（米塞斯應(yīng)力）
iSolver結(jié)果：
Abaqus結(jié)果：
2) 總應(yīng)變
iSolver結(jié)果：
Abaqus結(jié)果：
3) 位移
iSolver結(jié)果：
Abaqus結(jié)果：
5.
展開 