整體強度
關注創建者：姜講蔣醬 創建時間：2023-03-01
整體強度的視頻教程
基于ABAQUS 之旋轉周期對稱結構振動仿真教程
對于如輪盤轉子、風扇、壓氣機等的旋轉周期對稱結構，采用整體模型進行有限元仿真無疑造成了大量的計算代價，因而，如何進行合理的簡化，采用模型的一小部分就可模擬整個模型就變得格外有實際意義。本課程采用周期性對稱的輪盤作為研究對象，取其1/72作為計算模型，采用周期性對稱條件，仿真了整個輪盤的整體振動。目前可確定本課程適用于所有旋轉周期對稱結構的整體強度和振動仿真。不足之處請大家多多指點。
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07-汽車排氣系統CAE分析介紹及系列課程
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整體強度的實例教程
煙道結構
煙道壁厚5mm，圖1為煙道結構及其支座示意圖、除塵器支座設置示意圖。
圖1 袋除塵煙道結構及其支座、除塵器支座設置示意圖
建立模型
由于進氣煙道與殼體之間沒有膨脹節，因此需要考慮殼體的熱膨脹對煙道的影響，殼體已經過計算滿足要求，本模型無需建立加強筋等部件，如圖2所示。出氣煙道與除塵器之間設置有膨脹節，故單獨建立出氣煙道模型，如圖3所示。
圖2 建立進氣煙道及除塵器殼體幾何模型
圖3 建立出氣煙道幾何模型
約束條件
進氣煙道支座及除塵器支座約束如圖4所示，其中標記的為固定約束，未標記的除塵器支座及煙道支座均為滑動約束。出氣煙道支座約束如圖5所示。
圖4 進氣煙道及除塵器支座約束
圖5 進出氣煙道支座約束
載荷：
（1）自重；
（2）經過多次計算后得出的進氣煙道口載荷限值（方向按照幾何模型坐標系）：載荷如下：FX=-15000N，FY=8000N，FZ=-15000N，MX=136125N.m，MY=117975N.m，MZ=90750N.m。載荷添加如圖6所示。
圖6 進氣煙道口載荷添加（集中力及彎矩）
（3）經過多次計算后得出的煙道口載荷限值（方向按照幾何模型坐標系）：載荷如下：FX=-33000N，FY=18000N，FZ=-33000N，MX=136125N.m，MY=117975N.m，MZ=90750N.m。載荷添加如圖7所示。
圖7 煙道口載荷添加（集中力及彎矩）
(4) 袋除塵本體進出口經過多次計算后得出的出氣煙道口載荷限值（方向按照總圖坐標系）：載荷如下：FX=-12210N，FY=9160N，FZ=-12210N，MX=50365N.m，MY=43650N.m，MZ
展開 2、凸臺
凸臺是鈑金件中很常用的機構，可以用來定位，增加卡裝的牢固性，增加鈑金件的強度，墊高零件如PC板等。
圖1中右邊的凸臺就是用來定位的，把揚聲器推入到三個卡鉤內后，凸臺能擋住揚聲器防止其向右滑動。圖3中的凸臺是增加卡裝的牢固性的，能有效的防止卡鉤內的零件向后滑動而脫開。
圖5
圖5中凸臺一般是用來墊高PCB板，其所能達到的高度h與斜面的傾斜角有關，傾斜角越大凸臺所能達到的高度h越大。也可以沖出凸臺后再抽牙（翻邊），如圖5右所示，這樣就能夠用來裝配PC板，可以用來代替我們常用的壓帽螺柱（預埋螺柱）。
圖6是用突臺來起加強鈑金件的強度的例子。
在鈑金的料厚較薄，而如果某些部位又要受較大的作用力則會產生變形時，在鈑金的邊緣一般可以用反折邊的方式來加強，例如圖6的左圖的形式。
而在鈑金的中間位置又不允許開長口的情況下，可以考慮用突臺來加強，效果很好。圖6中是一個提手，中間部分受力較大，用凸臺加強，可以增加其橫向抗彎的作用。
圖6右邊是一個支架，其整體強度較弱，在中間位置加一個長的凸臺，其整體強度增加很多。
圖6下是一用凸臺加強的長條。
展開 建立了某航天器整流罩有限元計算模型，分析了殼體結構強度和穩定性；采用OptiStruct優化技術對整流罩殼體進行尺寸優化，給出了最優結構尺寸，縮短了結構設計的時間，優化后的整流罩結構滿足整體強度、剛度和穩定性要求。
程昌_基于HyperWorks的航天器整流罩結構分析與優化.pdf
它的優點是：
1、由于采用單件加工組裝工藝，生產周期較短；
2、由于零件是拼接的，局部損壞不會影響整體強度，因此維修靈活性更好；
3.制造簡單。對于中小型模具，生產成本相對較低。
它的缺點是：
1、由于多塊鋼板零件拼接，組合精度比較差，在使用中會出現尺寸變化，容易導致沖出的產品精度不穩定。
2、單體材料存在各向異性，如果取向不正確，會導致使用中出現裂紋。
鋼板沖壓件的應用范圍：鋼板沖壓件適用于外形尺寸較小的零件，廣泛用于小尺寸精密沖壓。
常用的沖壓材料有：各種鋼板、不銹鋼板、鋁板、銅板等非金屬板。
在減輕焊后調修工作量的同時減少了熱輸入量，增強了轉向架的整體強度。
（3）通過改進焊qiang姿態、焊接參數，有效避免了焊接缺陷的產生。降低了橫梁組成的返修率，節約了車間的生產成本，提高了產品的質量。
作者簡介：付瑤，中車唐山機車車輛有限公司轉向架技術中心；樊亞斌，中車唐山機車車輛有限公司轉向架廠。
文章來源：《金屬加工（熱加工）》2017年第6期，第13-15頁。
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如果材料內部的缺陷（如氣泡、雜質）尺寸遠小于這個長度，則該缺陷對整體強度影響甚微。
反之，材料則對缺陷非常敏感。
材料的缺陷敏感性
這個概念將微觀的分子損傷機制與宏觀的斷裂強度直接聯系起來，為通過分子設計（如調整網絡結構、引入能量耗散機制）來調控材料對缺陷的容忍度指明了方向。那么，如何測量并獲取這個關鍵的材料本征長度參數？
氣孔的核心特征是孔洞表面光滑干凈，無砂粒夾雜，肉眼難以發現的微小氣孔，會像“隱形空洞”一樣存在于鑄鐵內部，削弱平臺的整體強度和韌性。當平臺承受沖擊載荷或長期重載時。
裂紋是三大缺陷中危害嚴重的一種，分為熱裂和冷裂兩類，多由冷卻凝固收縮受阻產生的內應力導致，當內應力超過鑄鐵材料強度時，就會出現開裂現象。
**結構形式**：
- **開啟式**：整體鑄造結構，強度高，用于大中型工業壓縮機。
- **全封閉/半封閉**：上下殼體（沖壓鋼板或鑄鋁）焊接/螺栓連接，用于制冷空調領域。
槽距選擇：精和密裝配宜用密布槽（如每隔100mm一個槽），便于在小工件上靈活固定；重型承載宜用稀疏槽（如每隔200mm），保證導軌整體強度。
四、開啟高和效運行：從一條好導軌開始
T型槽鑄鐵地軌，遠不止是一條帶槽的鐵疙瘩。它是精和密機械的 “起跑線” ，是柔性制造的 “連接器” 。
一期一會 | 什么是電母線？4個月前
其可以提高結構的整體強度，并連接更長的距離。
成本效益：母線的成本低于布線方案，其安裝、維護和維修的成本也較低。
可持續性：由于母線主要由固體銅或鋁制成，因此易于回收利用。
仿真驅動母線設計
從不同類型的母線可以看出，工程師在材料、配置、涂層和幾何結構方面有許多選擇。
彎曲測試是評估復合材料層間結合強度和整體抗彎性能的重要手段，可及時發現材料層間剝離、纖維斷裂等缺陷，保障復合材料制品（如飛機機翼部件、風電葉片）的使用安全。
這種測試能更全面、更嚴苛地評估：
包裝箱的整體結構強度：是否會出現開裂、壓潰？
內部緩沖材料（如EPS、EPE）的耐久性：是否會粉化、失效？
產品本身的抗振抗沖擊能力：內部元器件是否會松動、損壞？
封箱膠帶的密封性能：是否會開裂、導致物品散出？
煙道結構
煙道壁厚5mm，圖1為煙道結構及其支座示意圖、除塵器支座設置示意圖。
圖1 袋除塵煙道結構及其支座、除塵器支座設置示意圖
建立模型
由于進氣煙道與殼體之間沒有膨脹節，因此需要考慮殼體的熱膨脹對煙道的影響，殼體已經過計算滿足要求，本模型無需建立加強筋等部件，如圖2所示。出氣煙道與除塵器之間設置有膨脹節，故單獨建立出氣煙道模型
該公司可能會分析船舶的整體強度，模擬浮體對波浪載荷的結構響應，或研究水下結構如何對過高的波浪粒子速度做出反應。
當然，這種大型浮式結構必須滿足結構完整性、安全性和耐久性的嚴格要求。A Squared Engineering承擔的每個項目都必須滿足DNV-GL、AISC、Lloyd船級社或其他監管機構的要求，才能完成項目并認證設計。
3、電力、動力工程
電廠設備的強度測試，如核電站安全殼整體強度測試；水輪機軸及葉片的應變應力測試；蒸汽管道受熱后的應變應力、溫度、壓力綜合測試。
4、冶金、石油、化工
鋼錠模表面熱應力測試；油罐、壓力容器、管道的壓力、應變應力測試。
