汽車結構有限元
關注創建者：匿名 創建時間：2021-09-01
汽車結構有限元的視頻教程
結構有限元理論基礎及軟件iSolver操作
iSolver為一個完全自主的通用有限元程序開發框架，結果和Abaqus相當，可以快速集成客戶的自研有限元算法和分析流程，也可授權作為客戶軟件中的一個模塊共同銷售，幫助客戶實現自主CAE軟件的商業化包裝和推廣。
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汽車結構有限元的實例教程
1、汽車結構有限元分析的內容：1）. 零部件及整車的疲勞分析，估計產品的壽命、分析部件損壞的原因；2）. 結構件、零部件的強度、剛度和穩定性分析；3）. 結構件模態分析、瞬態分析、諧響應分析和響應譜分析；4）. 車身內的聲學設計，車身結構模態與車身內聲模態耦合；5）. 汽車碰撞歷程仿真和乘員安全保護分析(被動安全性)。6）. 結構件、零部件的優化設計（質量或體積為目標函數）；7）. 車身空氣動力學計算，解決高速行駛中的升力、阻力和湍流等問題；.......
2、車身：車身覆蓋件（cover panel）：覆蓋在車身骨架表面的板制件。外覆蓋件、內覆蓋件
車身結構件（body structural;body skeleton; body frame）：組成車身本體，支撐覆蓋件，并保證車身強度和剛度的零部件。承載。
車體——有書中稱“車身的主體”也就是我們這里的車身結構件
3、車身結構設計的主要內容：設計一個連續、完整的受力系統；
確定桿件截面型式（開、閉口）
? 確定桿件截面的構成
? 確定桿件與桿件、桿件與覆蓋件的過渡、連接的結構
? 劃分分總成、分塊
? 應力分析計算
? 主圖板設計、零件圖
4、車身結構件的機構分析與設計：車身骨架（body skeleton）：主要為保證車身的強度和剛度而構成的空間框架結構。
要求：–剛度：變形、振動、噪聲
剛度不足，將會引起車門的門框、窗框、發動機艙口及行李箱口等的變形，導致玻璃破裂，車門卡死；低
剛度必然伴隨有低的固有頻率，易發生結構共振和聲響，并削弱結構接頭的連接強度；此外，還會影響安
裝在底架上的總成的相對位置。
展開 1、汽車結構有限元分析的內容：1）. 零部件及整車的疲勞分析，估計產品的壽命、分析部件損壞的原因；2）. 結構件、零部件的強度、剛度和穩定性分析；3）. 結構件模態分析、瞬態分析、諧響應分析和響應譜分析；4）. 車身內的聲學設計，車身結構模態與車身內聲模態耦合；5）. 汽車碰撞歷程仿真和乘員安全保護分析(被動安全性)。6）. 結構件、零部件的優化設計（質量或體積為目標函數）；7）. 車身空氣動力學計算，解決高速行駛中的升力、阻力和湍流等問題；.......
2、車身：車身覆蓋件（cover panel）：覆蓋在車身骨架表面的板制件。外覆蓋件、內覆蓋件
車身結構件（body structural;body skeleton; body frame）：組成車身本體，支撐覆蓋件，并保證車身強度和剛度的零部件。承載。
車體——有書中稱“車身的主體”也就是我們這里的車身結構件
3、車身結構設計的主要內容：設計一個連續、完整的受力系統；
確定桿件截面型式（開、閉口）
? 確定桿件截面的構成
? 確定桿件與桿件、桿件與覆蓋件的過渡、連接的結構
? 劃分分總成、分塊
? 應力分析計算
? 主圖板設計、零件圖
4、車身結構件的機構分析與設計：車身骨架（body skeleton）：主要為保證車身的強度和剛度而構成的空間框架結構。
要求：–剛度：變形、振動、噪聲
剛度不足，將會引起車門的門框、窗框、發動機艙口及行李箱口等的變形，導致玻璃破裂，車門卡死；低
剛度必然伴隨有低的固有頻率，易發生結構共振和聲響，并削弱結構接頭的連接強度；此外，還會影響安
裝在底架上的總成的相對位置。
展開 素材來源 | 網絡
編輯整理及圖片 | AEE汽車工程會議
在結構的幾何圖形上，劃分有限元網格是建立有限元模型的主要內容之一。在用有限元分析的前處理自動生成網格時，特別是用常應變單元自動生成有限元網格時要非常注意，有可能存在問題，應引起注意，必要時加以改進。要想用有限元分析前處理自動生成出好的有限元網格也要付出辛勤地勞動。即使在方案比較的情況下，應力和變形的分布規律也不能離譜，計算結果的誤差也應在給定的范圍之內，建立好的有限元模型與分析經驗有關。
在沒有有限元分析指南的情況下，用力學分析和試驗結果對有限元模型的確認和對計算結果的驗證是非常重要的，以避免不正確的有限元分析結果誤導設計。
3. 汽車結構的常規分析
汽車結構的常規分析包括強度分析、剛度分析、NH分析、設計優化分析等內容。
強度分析
強度的概念是結構在正常工作時能承受的載荷，一般用工作應力的峰值來表示結構強度的水平。
在解決實際工程問題時，要根據分析目的和分析對象的受力狀態，選擇描述（評價）分析對象力學性能的物理量，并用這個物理量進行強度分析，這是一個非常重要的問題。指導原則是有限元分析輸出的物理量應與試驗分析時測試的物理量相同，以便于試驗驗證。
剛度分析
剛度的概念是結構在正常工作時的許可變形，用剛度表示結構抵抗結構變形的能力, 剛度是結構在外力作用下發生單位變形所需要的力。
評價一輛車的好壞，主要看車身。一般車身結構（如商用車的駕駛室)設計的主要問題是剛度問題,其次是強度問題。如果車身結構的剛度已滿足要求,則車身結構的強度基本能滿足要求。
NH分析
汽車在外載荷（路面激勵、發動機的怠速和工作轉速的激勵）的作用下發生振動，用有限元分析的方法識別汽車結構的模態參數（振型、頻率和阻尼），對汽車結構的振動噪聲和舒適性（NH）進行分析。
設計優化分析
設計優化分析意味著在滿足約束的前提下產生最佳設計的可能性。
展開 在結構的幾何圖形上，劃分有限元網格是建立有限元模型的主要內容之一。在用有限元分析的前處理自動生成網格時，特別是用常應變單元自動生成有限元網格時要非常注意，有可能存在問題，應引起注意，必要時加以改進。要想用有限元分析前處理自動生成出好的有限元網格也要付出辛勤地勞動。即使在方案比較的情況下，應力和變形的分布規律也不能離譜，計算結果的誤差也應在給定的范圍之內，建立好的有限元模型與分析經驗有關。
在沒有有限元分析指南的情況下，用力學分析和試驗結果對有限元模型的確認和對計算結果的驗證是非常重要的，以避免不正確的有限元分析結果誤導設計。
3. 汽車結構的常規分析
汽車結構的常規分析包括強度分析、剛度分析、NH分析、設計優化分析等內容。
強度分析
強度的概念是結構在正常工作時能承受的載荷，一般用工作應力的峰值來表示結構強度的水平。
在解決實際工程問題時，要根據分析目的和分析對象的受力狀態，選擇描述（評價）分析對象力學性能的物理量，并用這個物理量進行強度分析，這是一個非常重要的問題。指導原則是有限元分析輸出的物理量應與試驗分析時測試的物理量相同，以便于試驗驗證。
剛度分析
剛度的概念是結構在正常工作時的許可變形，用剛度表示結構抵抗結構變形的能力, 剛度是結構在外力作用下發生單位變形所需要的力。
評價一輛車的好壞，主要看車身。一般車身結構（如商用車的駕駛室)設計的主要問題是剛度問題,其次是強度問題。如果車身結構的剛度已滿足要求,則車身結構的強度基本能滿足要求。
NH分析
汽車在外載荷（路面激勵、發動機的怠速和工作轉速的激勵）的作用下發生振動，用有限元分析的方法識別汽車結構的模態參數（振型、頻率和阻尼），對汽車結構的振動噪聲和舒適性（NH）進行分析。
設計優化分析
設計優化分析意味著在滿足約束的前提下產生最佳設計的可能性。
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<h3><strong>【版權聲明與技術存證】關于某型“巷道超前支架”結構有限元分析報告的公開撤回聲明</strong></h3><p><strong>一、 成果歸屬與授權撤回</strong></p><p>本文發布內容為本人針對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>西安某礦業學科背景高校相關研究團隊
<p>?</p><p>球頭銷總成是汽車轉向系統和懸掛系統的一個重要部件，裝在轉向拉桿或控制臂上，與轉向和懸掛部件連接。它主要由球座、卡箍、防塵罩、壓板和球銷組成，其中最關鍵的零件為防塵罩，其性能影響到車輛的安全性和操縱性。防塵罩材料為橡膠，在使用過程中會發生很大的彈性變形。用一般的二維、三維CAD輔助設計無法確定防塵罩的運動規律和形狀，因而無法判斷防塵罩在工作過程中是否有干涉；長期以來都是通過試制樣品后做臺架試驗或路試來驗證設計
壓電材料（PZT）具有正逆壓電效應，即當壓電材料受到機械變形時有產生電勢的能力；對它施加電壓時有改變壓電結構形狀的能力。此外，PZT因其測量精度高、響應速度快和性能穩定等優點在航空航天、精密測量、信息通訊和土木工程等領域發揮著重要作用。
一、PZT的本構模型
根據Zhou等人的研究，壓電材料第一種形式的本構方程為：
對于三維正交各向異性結構，其剛度系數矩陣、壓電系數矩陣、介電系數矩陣如下所示
某項目袋除塵器鋼架和灰斗經結構鑒定和荷載分析后提出局部增強與補強思路（適用于局部強度或剛度不足）
針對鋼架局部增加鋼板或型鋼加強筋
適用對象：主要針對鋼架梁柱的局部變形或應力集中區域。
具體做法：對于鋼架的梁、柱，可在其翼緣或腹板處焊接角鋼、槽鋼等作為加強筋，形成“桁架”或“框架”效應，有效提高抗彎和抗扭剛度。
優點：針對性強，施工相對簡單快捷。
缺點：可能增加少量重量，需注意焊接工藝防止產生新的應力集中
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
<h2>一、問題描述</h2><p>作為圖所示結構的模態分析示例，我們對結構的自由振動響應感興趣。在材料密度為的附加規范下，我們解決了特征值問題，以確定結構自由振動的固有圓頻率和模態振幅向量。</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image
分享一個大空間結構抗火的有限元案例，不足之處還請批評指教。
有限元分析對象為肋環型單層網殼，建筑高度設為6m，建筑面積約為500m2，采用矩形鋼梁200x200x10，材料為Q345，熱工參數取自歐規。
升溫曲線選擇李國強老師、杜詠老師的大空間建筑火災空氣升溫經驗公式。 大空間火災升溫曲線簡潔易懂，易于應用在工程計算中。
1、 大空間火災升溫曲線
參考文獻：
李國強,杜詠.實用大空間建筑火災空氣升溫經驗公式
今天給大家推薦一本2024年出版的有限元數值編程新書，封面如下圖所示。
在他大標題下面的副標題成功引起了我的注意：From Elasticity to Plasticity。
眾所眾知，對于有限元非線性數值編程的精品教材少之又少，可參考性其實并沒有線彈性的多。
對于彈塑性分析這一塊，最早是借助于Abaqus的UMAT子程序接口實現了代碼編制，算是初步了解了一些彈塑性分析過程中的數值要點
基于matlab的結構有限元分析。包括基于4節點四面體單元的空間塊體分析、基于4節點四邊形單元的矩形薄板分析、基于3節點三角形單元的矩形薄板分析、三梁平面框架結構的有限元分析、四桿桁架結構的有限元分析、基于8節點六面體單元的空間塊體分析。每個程序都要相應的文檔說明。程序已調通，可直接運行。
1.摘要
PERA SIM Mechanical作為安世亞太自主研發的核心產品之一，是功能強大、模塊整合的機械仿真分析工具。PERA SIM Mechanical提供了全面的結構靜力、動力、線性、非線性及熱分析等功能，滿足各行業的結構分析需求。PERA SIM PreMech是安世亞太自主研發的高級結構前處理工具，能夠實現模型處理、網格劃分、網格編輯、質量檢查及修復等功能，實現高質量網格的劃分
