斷面分析
關注創建者：CAE追夢者 創建時間：2021-10-28
斷面分析的實例教程
Keywords: HyperWorks , commercial vehicle, Fracture Surface Analysis
1 引言
斷面是汽車車身基本結構，它的性能直接影響白車身性能，斷面分析是汽車產品開發的重 要分析之一，斷面分析可以量化斷面設計，使斷面設計不再停留在對比設計階段。通過斷面主 要參數計算，更加清楚地了解斷面性能，從而更好地進行斷面設計。
斷面分析從產品設計初期就開始，貫穿整個設計階段。
根據項目設定目標，例如白車身扭轉剛度，CAE 部門進行初步斷面分析，在簡單的模型中 輸入斷面參數，使白車身性能達到目標值；
CAE 部門將斷面參數交 CAD 部門，設計人員根據造型、工藝等要求進行計劃圖設計，確 定主要斷面形狀；
CAE 部門進行主要斷面分析；
隨著結構設計的完成，CAE 部門建立完整、正確的有限元模型進行分析，進行準確斷面分 析，最終確定斷面形狀。
2 車身斷面有限元模型的建立
確定典型斷面位置，本文以 B 柱上截面為例，在同一斷面分別建立用料厚線圍成的斷面和用單 元圍成的斷面，有限元模型如下圖所示。
3 邊界條件
料厚線圍成的斷面需要在 HyperBeam 中給每段連續線段附加板件的厚度，焊接邊界需要附加 不同板殼件的厚度總和，單位均為 mm。單元圍成的斷面厚度通過垂直直線的網格來確定，需要在 HyperMesh 中完成。
4 斷面性能分析結果
在 HyperBeam 中查看斷面性能分析結果，斷面需要具備的基本特性是整個截面必須是封閉的。
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車身主斷面分析在汽車設計過程中有著舉足輕重的作用。首先介紹了車身主斷面的沖壓分析流程,隨后結合車身外造型、對標車主斷面、沖壓工藝知識說明了主斷面沖壓可行性分析的具體方法和內容,最后通過實際應用說明了主斷面沖壓分析的有效性和必要性,對該項工作具有一定的指導意義
一般來說分兩個階段
1.Seg分析，也稱造型可行性分析，此時在工程允許的前提下以造型為主，并知道造型，此時的造型為CAS面。
2.主斷面設計，A面凍結后的整車主斷面設計，一般有45"50個左右。主要用以校核開閉件鉸鏈布置，附件布置，典型結構相對關系，表達設計構想并指導工程化建模。
工作項目
序號
工作內容
造型分析
1
外板結構分型線評審確認
2
外板沖壓可行性評價
3
外板表面質量確認（斑馬線審查）
斷面分析
4
基于主斷面的沖壓成形性評價
5
零件形狀簡化分析
6
對外觀圓角的評價與確認
?斷面分析
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展開 建立beam屬性:
斷面分析結果：
模型文件：
Bzhu.zip
使用ANSA軟件的CrossSectionTool模塊,對參考樣車的車身主斷面進行了劃分。對劃分得到的斷面進行檢查處理后,通過ANSA軟件對相應的斷面力學特性進行了分析計算,得到相應的斷面力學特性數據,為車身的進一步優化設計提供了依據
基于ANSA環境的車身主斷面有限元分析.pdf
全斷面開挖對隧道鋼拱架的影響分析
模型介紹：對某隧道采用全斷面開挖的方式，研究其在開挖過程中鋼拱架的受力過程。隧道洞身主要為粉質粘土、全風化花崗巖;洞頂上為粉質粘土、素填土;埋深3.5m。
參數設置：鋼拱架重度78.9(kN•m-1)，彈性模量/GPa 206，泊松比0.3；粉質黏土重度19.2 (kN•m-1) ，彈性模量0.171 Gpa，泊松比0.365；全風化花崗巖重度17.6(kN•m-1)，彈性模量0.36 Gpa，泊松比0.25；中風化花崗巖重度19.0(kN•m-1)，彈性模量2.56 Gpa，泊松比0.2；加固區重度78.5(kN•m-1)，彈性模量30 Gpa，泊松比0.3；襯砌重度22(kN•m-1)，彈性模量28 Gpa，泊松比0.2
邊界條件：模型的四周與下邊界全約束，模型上邊界無約束。
Abaqus求解器采用Standard隱式算法
計算模型臨時支撐
計算開挖后隧道鋼拱架的最大主應力、最小主應力和剪應力，云圖如圖所示。
最大主應力
最小主應力 剪應力
計算開挖后鋼拱架的橫向位移、縱向位移、豎直位移，云圖如圖所示
橫向位移
縱向位移 豎直位移
結果分析
鋼拱架最大主應力為0.557MPa，最小主應力為-0.957 MPa，剪切應力為0.955 MPa；鋼拱架應力均遠小于所用鋼材的屈服應力。
鋼拱架橫向位移為2.714mm，縱向位移為0.115mm，豎直位移為8.894mm；鋼拱架位移均符合規范要求
綜上所述，采用全斷面開挖時，鋼拱架各項數值均符合控制標準。
計算機設備：
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失效分析服務
國高材分析測試中心依托國家工程實驗室和院士工作站的技術力量，依據ISO、GB、ASTM等國際國內標準，利用顯微紅外光譜儀、掃描電鏡、氣質聯用儀等先進設備，精準分析產品開裂、變色、性能下降等失效問題的根本原因和機理，服務覆蓋從電子電器、汽車到新能源等多個行業，通過系統的成分分析、斷面形貌觀察和熱分析等技術，為客戶定位失效原因、優化生產工藝、改進產品配方提供數據支持和改進建議。
斷面參與物質分析
對材料正常截面和斷面部分進行紅外光譜分析，下圖為分析結果，從紅外光譜圖中可以看出材料正常截面的主要成分為ABS；材料斷面在1722.64cm^-1處有特征吸收，說明斷面含有含羰基類物質。
蔣治海等[4]對炸藥爆炸驅動不同壁厚拋撒裝置的殼體變形、裂紋產生液體射流形成及其發展過程進行了試驗研究，他們利用掃描電鏡對破片斷面進行分析發現破片的形成主要由剪切斷裂造成。薛琨等[5-6]通過高速分幅照相技術研究了不同硅油含量的石英砂殼層在爆炸沖擊作用下的動態拋灑過程，探究了顆粒射流的形成條件和結構特征，發現硅油含量對于固體顆粒射流的形成和發展有著重要的影響。
CATIA V5電子樣機空間分析設計（SPA：CATIA DMU Space Analysis）
使用先進的干涉檢查與分析工具、高級的斷面分析工具、測量工具、距離分析工具和3維幾何對比工具等進行最佳的DMU校驗。SPA以交互式或以批處理方式進行碰撞、間隙及接觸等干涉檢查計算，并得到更為復雜和詳盡的分析結果。
本文研究對象主要是位于車身側圍止口的門框密封條，對某項目無框門門框密封條結構進行正向設計、仿真計算得到整體密封力并進行實驗驗證，最后通過多目標對斷面進行優化同時與初始斷面分析比較，達到符合設計目標密封條產品。
取S6斷面分析，二襯結構采用鋼纖維混凝土并施加減震層相較于素混凝土抗震效果提升3647.62%。
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5種土方計算方法：不規則三角網法（DTM法）、方格網法、等高線法、平均高程法、平均斷面法，簡要分析5種土方計算方法的優缺點和適用情況。
計算方法1
不規則三角網法（DTM法）
DTM法計算土方量就是利用地面采集的離散高程點按照一定的構網規則來形成空間三角網結構模型，然后按照三棱柱的計算方法計算每個三棱柱的體積，最后累加獲得所有三棱柱的體積，即為所求得的土方量。
斷面分析從產品設計初期就開始，貫穿整個設計階段。
《ANSA從入門到精通》
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此課程主要針對ANSA前處理進行全方位講解授課，包含mesh建模模塊，模型連接模塊，求解器Solver接口模塊，Morph工具模塊，Hex六面體工具模塊，多體模塊，涂裝模塊，斷面分析模塊，油箱容積分析模塊等全方面應用，全程案例講解實操，不僅適合初學者，更適合想進階使用的人員
