abaqus壓縮試驗(yàn)的案例
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【iSolver案例分享】鋁制易拉罐的單向壓縮試驗(yàn)
【iSolver案例分享】鋁制易拉罐的單向壓縮試驗(yàn)
一、模型背景
鋁制易拉罐的模型尺寸如圖一,壁厚為1mm,采用iSolver和Abaqus通用求解器分別求解該鋁制易拉罐在單向受壓情況下的應(yīng)力應(yīng)變分布情況。
圖一
二、建模
模型采用的單位制為 噸、毫米、牛、秒。鋁的密度取為7.85t/m3,彈性模量為215GPa,泊松比為0.33。
建模時(shí)，為節(jié)約計(jì)算成本，充分利用易拉罐的軸對(duì)稱性建立四分之一模型。模型邊界條件如圖二。模型底部固定，頂部施加均布力，四分之一模型的兩個(gè)側(cè)橫截面為軸對(duì)稱邊界。
模型的網(wǎng)格劃分情況如圖三。
圖二
圖三
三、Abaqus結(jié)果
1) 易拉罐側(cè)面應(yīng)力分布圖
2) 易拉罐頂部應(yīng)力分布圖
3) 易拉罐底部應(yīng)力分布圖
4) 易拉罐頂面應(yīng)力分布圖
5) 易拉罐側(cè)面應(yīng)變分布圖
6) 易拉罐頂面應(yīng)變分布圖
四、iSolver計(jì)算
Abaqus計(jì)算以后會(huì)自動(dòng)生成inp文件。我們將inp文件導(dǎo)入到iSolver中進(jìn)行求解。導(dǎo)入方式如下所示。
展開 
巖土-三軸壓縮試驗(yàn)
三軸壓縮試驗(yàn)適用于測定黏性土和砂性土的總抗剪強(qiáng)度參數(shù)和有效抗剪強(qiáng)度參數(shù)。
2. 試驗(yàn)方法
室內(nèi)測定抗剪強(qiáng)度的方法一般有直接剪切試驗(yàn)、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和三軸壓縮試驗(yàn)。無側(cè)限抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)是三軸壓縮實(shí)驗(yàn)中的一種特殊情況。三軸壓縮試驗(yàn)與直接剪切試驗(yàn)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：能控制試樣排水條件，受力狀態(tài)明確，可以控制大小主應(yīng)力，剪切面不固定，能準(zhǔn)確地測定土的孔隙壓力及體積變化，由于具有這些優(yōu)點(diǎn)，三軸壓縮試驗(yàn)得到廣泛發(fā)展以后，使抗剪強(qiáng)度的研究工作也獲得了很大的進(jìn)展。然而，三軸壓縮試驗(yàn)也存在一定的缺點(diǎn)：主應(yīng)力方向固定不變，試驗(yàn)在軸對(duì)稱情況下進(jìn)行，這些與工程實(shí)際情況有所不同。三軸剪切儀按試樣不同分為巖石三軸剪切儀和土的三軸剪切儀，土的三軸剪切儀按加荷方式不同又分為動(dòng)三軸儀和靜三軸儀，靜三軸剪切儀又分為應(yīng)力控制式和應(yīng)變控制式兩種。
展開 離心壓縮機(jī)葉輪振動(dòng)特性仿真及試驗(yàn)研究
通過模態(tài)分析，可以得到葉輪的固有頻率和振型，經(jīng)過設(shè)計(jì)優(yōu)化，避免了葉輪的固有頻率和激振力頻率相同或相近，從而避免共振現(xiàn)象的發(fā)生，保證離心壓縮機(jī)的正常運(yùn)行，提高葉輪的使用壽命。
避免共振的第一步是要在設(shè)計(jì)階段準(zhǔn)確的知道葉輪的固有頻率和振型，根據(jù)振型和激振力的形式對(duì)葉輪的振動(dòng)特性進(jìn)行優(yōu)化。模態(tài)分析技術(shù)是用于對(duì)工程結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析的現(xiàn)代化方法和手段，可分為解析的和試驗(yàn)的兩個(gè)方面，即：有限元分析和試驗(yàn)模態(tài)分析。本文用ANSYS有限元軟件對(duì)葉輪模態(tài)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，用LMS模態(tài)分析系統(tǒng)對(duì)葉輪進(jìn)行模態(tài)試驗(yàn)分析。
1.2 葉輪模態(tài)試驗(yàn)
1.2.1 試驗(yàn)儀器設(shè)備
本試驗(yàn)采用比利時(shí)LMS公司的SCR05-08動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及Lms Test.lab模態(tài)分析軟件[7] ，選用美國PCB公司力錘和加速度傳感器，其靈敏度分別為2.25mV/N和100mV/g，試驗(yàn)原理框圖見圖2。
1.2.2 試驗(yàn)方法及過程
離心壓縮機(jī)的葉輪由輪盤、輪蓋和葉片等零件組成。本文選取某型離心壓縮機(jī)葉輪進(jìn)行模態(tài)分析研究，該葉輪外徑400mm，內(nèi)徑96mm，由10組長短葉片組成。采用軟繩將離心壓縮機(jī)葉輪懸掛后進(jìn)行錘擊模態(tài)試驗(yàn)，這樣可避免環(huán)境振動(dòng)和支撐剛度對(duì)測試的影響，見圖3。
用Lms Test.lab軟件中Impact錘擊模態(tài)測試模塊進(jìn)行試驗(yàn), 采用移動(dòng)力錘法，在Geometry中建立簡單模型，見圖4。
1.2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
離心壓縮機(jī)葉輪是一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，為了提高試驗(yàn)結(jié)果的精度，選用PloyMAX模塊對(duì)LMS試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
展開 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)軸振動(dòng)仿真及試驗(yàn)研究
論文價(jià)值的評(píng)定意見：
壓縮機(jī)工作過程中的振動(dòng)噪聲是評(píng)價(jià)其設(shè)計(jì)制造水平的重要技術(shù)性能指標(biāo)之一，對(duì)于轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)和優(yōu)化對(duì)于改善整機(jī)振動(dòng)噪聲有重要意義。
該論文以滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)軸振動(dòng)仿真及試驗(yàn)研究為主題開展相關(guān)研究，以搭載9槽6極電機(jī)的壓縮機(jī)為例，對(duì)其轉(zhuǎn)軸振動(dòng)噪聲問題進(jìn)行了研究，從機(jī)理上解釋了相關(guān)噪聲產(chǎn)生的原因，并通過轉(zhuǎn)軸彎曲模態(tài)優(yōu)化改進(jìn)了整機(jī)的振動(dòng)噪聲。論文對(duì)于壓縮機(jī)振動(dòng)控制有一定幫助。
摘要
Abstract
以搭載9槽6極電機(jī)的壓縮機(jī)為例，研究了變頻壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)與電機(jī)極數(shù)有關(guān)的轉(zhuǎn)軸振動(dòng)噪聲問題。首先，通過對(duì)徑向電磁力分析，明確了壓縮機(jī)電機(jī)6f徑向電磁力的組成；其次，通過仿真分析和試驗(yàn)測試的手段對(duì)轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)特性進(jìn)行分析，進(jìn)一步指明6f電磁力與轉(zhuǎn)軸彎曲模態(tài)共振是導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸振動(dòng)噪聲問題的根源；最后，通過對(duì)某款變頻壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)軸彎曲模態(tài)進(jìn)行仿真分析及優(yōu)化，降低了轉(zhuǎn)軸振動(dòng)噪聲，改善了壓縮機(jī)的聲品質(zhì)。
關(guān)鍵詞
Keywords
滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)；轉(zhuǎn)軸；電機(jī)極數(shù)；彎曲模態(tài)；聲品質(zhì)
DOI:10.19784/j.cnki.issn1672-0172.2023.02.001
0 引言
滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)是家用空調(diào)的動(dòng)力元件，也是其最主要的噪聲源之一。在壓縮機(jī)的噪聲中，主要有結(jié)構(gòu)噪聲、氣流噪聲和電機(jī)噪聲。
展開 汽車壓縮機(jī)熱害問題的CFD仿真優(yōu)化及試驗(yàn)驗(yàn)證
某車型進(jìn)行樣車熱害試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)排氣管周圍的壓縮機(jī)局部溫度顯著超出其最高耐溫，存在嚴(yán)重的熱害風(fēng)險(xiǎn)。為了排除壓縮機(jī)熱害風(fēng)險(xiǎn)，本文采用CFD方法,從熱輻射和空氣對(duì)流兩個(gè)角度，分析壓縮機(jī)熱害產(chǎn)生的原因，通過從改變前格柵開口、改變冷卻風(fēng)扇，移動(dòng)壓縮機(jī)改變間距，增加并優(yōu)化排氣管隔熱罩形狀，改變排氣管隔熱罩材料這幾個(gè)措施，降低預(yù)催對(duì)壓縮機(jī)的熱輻射，改善壓縮機(jī)附近的空氣對(duì)流換熱情況。仿真結(jié)果顯示最終方案能夠使得壓縮機(jī)表面最高溫度降低約70℃，并且在最終的試驗(yàn)中，壓縮機(jī)表面溫度低于耐溫限值，成功解決了該車型的壓縮機(jī)熱害問題。這種通過全面改善壓縮機(jī)周邊對(duì)流及輻射環(huán)境來解決熱害問題的方法，對(duì)解決發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)部件的熱保護(hù)問題具有重要的借鑒意義。
汽車的壓縮機(jī)對(duì)汽車空調(diào)的制冷劑有壓縮和輸送的作用[1]，被譽(yù)為汽車空調(diào)的心臟。壓縮機(jī)內(nèi)部的密封橡膠圈和潤滑油，在高溫環(huán)境下工作容易破壞，破壞后容易引起壓縮機(jī)的異響或拉缸，甚至造成壓縮機(jī)的磨損報(bào)廢，所以汽車壓縮機(jī)要避免出現(xiàn)熱害風(fēng)險(xiǎn)。汽車排氣管系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)溫度最高的部件，某些工況下能夠達(dá)到 600～800℃，這個(gè)高溫的表面會(huì)對(duì)周邊零部件產(chǎn)生強(qiáng)烈的輻射，同時(shí)會(huì)顯著加熱流經(jīng)周圍的空氣，進(jìn)而高溫的空氣會(huì)對(duì)下游產(chǎn)生明顯影響。
由于試驗(yàn)費(fèi)用和仿真精度等問題國內(nèi)一般車企都采用仿真和試驗(yàn)相結(jié)合來解決和規(guī)避汽車零部件的熱害問題。某車型進(jìn)行熱害試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)局部溫度超出其最高耐溫，存在嚴(yán)重的熱害風(fēng)險(xiǎn)。
展開 巖石單軸壓縮試驗(yàn)數(shù)值模擬 ￥20
采用ls-dyna數(shù)值模擬軟件，對(duì)于巖石試件進(jìn)行單軸及三軸壓縮試驗(yàn)模擬，提供K文件及講解服務(wù)。案例為單軸壓縮，三軸試驗(yàn)可以進(jìn)行講解。
往復(fù)壓縮機(jī)氣閥壓力脈動(dòng)及噪聲試驗(yàn)分析
因此，減小閥隙氣流壓力脈動(dòng)的強(qiáng)度對(duì)改善壓縮機(jī)
振動(dòng)及降噪具有重要意義。圖３所示為氣流壓力脈動(dòng)曲線，從圖中可以看出壓力ｐ隨曲柄轉(zhuǎn)角θ呈現(xiàn)周期性變化。
周期性壓力脈動(dòng)的強(qiáng)度可用壓力不均勻度δ表
示為
式中 ｐｍａｘ、ｐｍｉｎ———?dú)忾y打開后氣閥兩側(cè)瞬時(shí)壓力
的最大值和最小值，ＭＰａ
Δｐ———?dú)忾y流動(dòng)阻力損失
ｐ———吸排氣名義壓力
ｐ０———?dú)忾y流道內(nèi)的平均壓力
3 閥隙壓力脈動(dòng)及壓縮機(jī)噪聲試驗(yàn)
為了盡可能準(zhǔn)確的采集到吸、排氣腔及壓縮腔
內(nèi)氣體壓力脈動(dòng)信號(hào)，在氣缸頂隙處及缸頭吸排氣閥腔內(nèi)部開設(shè)引壓孔設(shè)置壓力測點(diǎn)。在距離缸頭１ｍ處設(shè)置噪聲測點(diǎn)，測點(diǎn)距離地面高度與缸頭中心一致，采集壓縮機(jī)噪聲聲壓時(shí)域信號(hào)。
本文針對(duì)某微型往復(fù)式壓縮機(jī)用組合簧 片閥進(jìn)
行壓力脈動(dòng)和噪聲試驗(yàn)分析，試驗(yàn)中保持壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為１４６５ｒ／ｍｉｎ，吸氣壓力為１個(gè)大氣壓，排氣壓
力為４ｂａｒ，吸排氣閥片厚度及其它工況均保持不
變。通過改變閥隙通道幾何面積，控制流經(jīng)閥隙處的氣體流速和閥隙馬赫數(shù)，不同閥隙幾何通道面積下氣體流速及馬赫數(shù)如表１所示，分別對(duì)６組不同馬赫數(shù)下的氣閥進(jìn)行壓力脈動(dòng)和噪聲試驗(yàn)，其中１～３組為恒定吸氣馬赫數(shù)試驗(yàn)，４～６組為恒定排氣馬赫數(shù)試驗(yàn)。
展開 【iSolver案例分享】開口鋼管樁的單軸壓縮試驗(yàn)
【iSolver案例分享】開口鋼管樁的單軸壓縮試驗(yàn)
一．模型背景：
該模型為開口鋼管樁，該鋼管樁的尺寸為：外直徑2m, 壁厚0.05m, 樁長9m。樁所用鋼為Q235鋼，采用彈塑性本構(gòu)模型，鋼材密度為7.85t/m3, 彈性模量為215e6KPa, 泊松比為0.28，屈服強(qiáng)度為235MPa, 屈服后的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為理想彈塑性模型。由于開口鋼管樁具有軸對(duì)稱性，故而只建立90度的模型，以降低計(jì)算成本。
圖一：所建90度的開口鋼管樁
圖二：鋼材的參數(shù)設(shè)置
該模型的兩個(gè)側(cè)邊截面為軸對(duì)稱約束，樁底部固定，頂部受到均布荷載，壓強(qiáng)為4000KPa。
圖三：樁的邊界約束及荷載
模型的網(wǎng)格類型采用C3D8R，將壁厚分為了兩層。
圖四：模型的網(wǎng)格劃分
二．iSolver與Abaqus的結(jié)果對(duì)比
圖五：樁內(nèi)側(cè)應(yīng)力分布圖（上側(cè)：abaqus; 下側(cè)：iSolver）
圖六：樁內(nèi)側(cè)底部的應(yīng)力集中圖（上側(cè)：abaqus; 下側(cè)：iSolver）
圖七：樁外側(cè)應(yīng)力分布圖（上側(cè)：abaqus; 下側(cè)：iSolver）
圖八：樁外側(cè)底部的應(yīng)力集中圖（上側(cè)：abaqus; 下側(cè)：iSolver）
取樁外壁的應(yīng)力路徑（圖九）做樁的應(yīng)力、應(yīng)變及位移由樁頂部到樁底部的分布圖。
展開 
LS-DYNA 模擬SHPB沖擊壓縮試驗(yàn) ￥15.9
對(duì)SHPB沖擊壓縮試驗(yàn)進(jìn)行模擬，利用ANSYS APDL 建立1/4模型，并利用LS-PrePost進(jìn)行k文件修改，給巖石試樣選擇HJC模型，定義接觸和失效準(zhǔn)則……
k文件如下
ASTM D6641復(fù)合材料壓縮試驗(yàn)方法分享
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開始試驗(yàn)
將組裝好的夾具和試件放置于試驗(yàn)機(jī)的兩個(gè)對(duì)中良好的固定平臺(tái)和球形底座平臺(tái)間，用導(dǎo)線將應(yīng)變片與數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接。編輯試驗(yàn)方案，以1.3mm/min的速率對(duì)試件施加壓縮載荷直到試件破壞。
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試驗(yàn)結(jié)果的有效性分析
試驗(yàn)結(jié)束后，檢查試件并注意破壞類型和位置。對(duì)于有效的試驗(yàn)，試件最終的破壞應(yīng)發(fā)生在工作段內(nèi)，且端部在測試期間不會(huì)被壓碎，同種試驗(yàn)情況至少應(yīng)進(jìn)行5個(gè)試件的試驗(yàn)。
從本試驗(yàn)方法可以獲得試驗(yàn)方向的復(fù)合材料的壓縮性能數(shù)據(jù)：極限壓縮強(qiáng)度、極限壓縮應(yīng)變、彈性模量和壓縮泊松比。
展開 多級(jí)離心壓縮機(jī)滿負(fù)荷試驗(yàn)中的流體激振問題
教 訓(xùn)
教訓(xùn)
在高壓試驗(yàn)條件下，即使是車間下游管道系統(tǒng)也可能產(chǎn)生激振力，從而導(dǎo)致壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)。
應(yīng)充分考慮車間管道系統(tǒng)
文章來源：VIBOSS振呼
巖石單軸壓縮試驗(yàn)的近場動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬 ￥499
模型：常規(guī)態(tài)近場動(dòng)力學(xué)
語言：Fortran
可實(shí)現(xiàn)完整多晶巖石或帶預(yù)制裂紋多晶巖石的單軸壓縮試驗(yàn)的數(shù)值模擬，可出應(yīng)力-應(yīng)變曲線、損傷等演化過程。
（贈(zèng)送代碼使用指導(dǎo)）
