工況分析的案例
ABAQUS多工況分析
載荷工況(簡稱工況)指特殊加載條件下的一組載荷及邊界條件，多工況分析指對一組工況同時求解，當結構承受多種不同類型的載荷時，需要研究結構在不同載荷和邊界條件下的線性響應時，使用多工況對問題進行分析比使用多個分析步更高效。例如研究飛機在起飛、爬升、巡航、俯沖、著陸和滑行過程中經歷的不同載荷的組合響應時，就可以采用多工況進行分析。
1、支持多工況分析的分析步類型有兩種：
*STEP, PERTURBATION
*STATIC (靜態的線性攝動分析)
*STEADY STATE DYNAMICS, DIRECT (直接法的穩態動力學分析)
2、多工況中可以包含的載荷類型：
邊界條件(不同的工況可以有不同的邊界條件)；
集中力;
分布力;
分布面力;
基于慣性的載荷；
3、功能的實現
首先，在step模塊下，創建一個適用于多工況的分析步；
在load模塊下，通過create load 功能創建多工況load，如創建Force-X、Force-Y、Force-Z、Moment-X、Moment-Y、Moment-Z六種載荷；
通過create boundary condition 功能，創建分別用于每種工況的約束條件，如BC1、BC2、BC3，或者創建一種適用于六種工況的約束條件;
同樣在load模塊下，通過主菜單load case功能創建用于分析的工況。
展開 ANSA中Nastran多工況分析設置——線性靜力分析
問題描述
在ANSA環境下設置Nastran多工況分析中的線性靜力分析。下圖為一個I型梁的有限元實體模型，存在多個邊界條件。
如左圖所示，一個I型梁的有限元實體模型的上表面的某個區域承受一個靜載荷壓力沿著Z軸的負方向，大小為1MPa，并且考慮重力的影響。需要研究在兩種載荷條件下，該模型的靜態行為。第一種只包含重力；第二種同時包含重力及上表面的壓力載荷。
基本步驟介紹
定義單點約束(SPC)
約束3為約束1和約束2的組合。
施加重力載荷
在預定義的單元面上施加預定義載荷
定義耦合的載荷集
如圖所示，為所有施加的載荷及邊界約束。
為靜力分析求解問題設定Header
本文主要介紹了ANSA中Nastran模塊對多工況分析步的設置。通過ANSA對上述工況進行設置，然后使用NASTRAN求解I型梁模型的線性靜態問題，確定梁在特定載荷工況下的響應。
ANSA中Nastran多工況分析設置.pdf
展開 基于Motor-CAD的永磁同步電機變速工況E-NVH仿真分析
圖1 樣機軸向及軸向結構圖
圖2 磁密云圖
2.2 Motor-CAD 分析E-NVH前準備
2.2.1 在應用Motor-CAD 分析電機電磁噪聲時，需要對氣隙磁密進計算。并需要對氣隙進行加密處理，如下圖所示為電機氣隙加密操作。在對氣隙加密時，加密點數為槽數極數最小公倍數。
圖3 氣隙加密設置
2.2.2 在進行電磁噪聲計算時，必須電磁計算完成后才能切換到機械模塊進行設置，下圖所示為進行集中力設置，主要包括：齒部節點數和節點包含實際點數。
圖4 定子齒部集中力設置
2.3 Motor-CAD 單點工況E-NVH仿真分析
2.3.1 單點工況分析具體設置
在進行單點工況分析時，需要進行工況點激勵設置下圖所示為單點工況分析激勵設置—3200rpm@223N.m。具體的是3個步驟：1.添加需要計算的工況；2.計算電機外特性曲線；3.計算對應工況的電磁力、振動噪聲等。
圖5 定子齒部集中力設置
2.3.2 模態及電磁力計算結果分析
在計算完成后，需對結果進行分析。Motor-CAD包含了豐富的后處理功能。下圖所示為模態計算結果，包括了模態等效集中質量、等效集中剛度及模態固有頻率。
圖6 定子模態計算結果
在分析電磁振動噪聲時，主要是分析靠近定子側的電磁力。下圖所示為電機氣隙一點徑向力隨時間變化波形及fft，從中我們可以得到各次諧波幅值大小。
圖7 電磁力計算結果
下圖所示為電機氣隙時空波形及其傅里葉分解，從中我們可以得到各次諧波幅值大小。
圖8 電磁力計算結果
下圖所示為電機氣隙徑向力時空波形及其二位傅里葉分解。
展開 彎曲工況下車輪強度、疲勞分析方法對比
3.3分析結果匯總
4 分析結果
對比模型1與模型2、模型4與模型5的分析結果，實體和殼兩種離散方式，車輪輪輻拉伸位置與通風孔附近，實體離散方式應力低于殼。可知，由于實體單元（減縮積分單元）在厚度方向上僅有3層，分析結果不精確，故應采取殼單元對車輪進行離散。
對比模型3與模型4結果，接觸對和GAPUNI單元兩種接觸模擬方法，二者在輪輻拉伸位置應力均為350.7MPa，超過屈服極限350MPa，二者等效塑性應變略有不同，僅相差0.003%，壽命分別為14170次與17600次。 利用接觸對與GAPUNI單元兩種接觸模擬方法，計算結果相差不大，利用GAPUNI單元模擬接觸建模簡單，易收斂，故推薦使用GAPUNI單元模擬接觸。
對比模型1與模型4結果，對于殼單元，考慮預緊力與接觸時，螺栓安裝面（接觸位置）應力與等效塑性應變明顯降低。可知，考慮預緊力與接觸時，避免了建模引起的螺栓安裝面處的應力集中。
5 結論
本文采用HyperMesh軟件對車輪利用5種建模方式進行離散，在彎曲工況下進行強度分析和疲勞分析，研究對比了分別用殼單元與體單元離散車輪，在螺栓安裝面是否模擬預緊力與接觸，接觸模擬方式不同（接觸對與GAPUNI單元）時，車輪的強度與疲勞分析結果，可知采用模型4的方法（殼單元離散，考慮預緊力，用GAPUNI模擬接觸）強度、疲勞分析結果最為準確，且此方法使用殼單元建模簡單，GAPUNI單元相比接觸對建模簡單，分析易收斂，考慮螺栓預緊力，能正確模擬車輪彎曲試驗工況的受力狀態，保證了結果的精確度。
展開 
金屬韌性損傷材料失效模型應用實例-Abaqus/Explicit鋼制管狀結構多工況沖擊損傷失效分析 ￥49.9
在常溫狀態下，大多數工程金屬具有較高的韌性，這種情況下，材料的失效分析通常會使用韌性損傷漸進失效模型。
如下圖所示，該模型完整的定義了材料的彈性階段、塑性階段、損傷起始與損傷演化。材料承載經歷彈塑性階段后達到損傷起始點a，繼續承載，損傷后的材料剛度折減，出現軟化，直到損傷參數D=1時，材料剛度退化為0，單元刪除。
韌性材料損傷漸進失效模型
工程案例：
鋼制管狀結構多工況沖擊損傷失效分析
上圖案例中的分析工況按閱讀順序依次是：
沖擊質量5kg，速度100m/s，桶厚5mm;
沖擊質量25kg，速度100m/s，桶厚5mm;
沖擊質量25kg，速度200m/s，桶厚5mm;
沖擊質量25kg，速度300m/s，桶厚5mm;
沖擊質量25kg，速度400m/s，桶厚5mm;
沖擊質量25kg，速度500m/s，桶厚5mm;
沖擊質量25kg，速度500m/s，桶厚20mm;
沖擊質量25kg，速度400m/s，桶厚50mm;
沖擊質量25kg，速度500m/s，桶厚50mm;
付費部分為鋼制管狀結構多工況沖擊損傷失效分析案例的9種工況共計9個inp文件壓縮包+CAE 源文件壓縮包。
展開 非設計工況下超臨界二氧化碳燃氣輪機底循環的軸配置分析比較
本文詳細介紹了其設計和總體方案， 討論了在循環級別和組件級別使用的計算方法，考慮了預測準確的損失模型，分析時涵蓋了涉及的葉輪機械的初始設計，自動化非設計工況模擬以及不同軸配置比較，指出其特殊性和優勢。
關鍵詞：超臨界二氧化碳；數字孿生；燃氣輪機底循環；熱力循環模擬；葉輪機械部件初始設計；變工況分析；軸配置分析比較
0 引言
許多作者[1]，[2]，[3]，[4]和[5]進行了模擬瞬態和穩態sCO2循環非設計工況性能的嘗試。 他們中的一些人研究了調節器的動態表現，一些人研究了不同情況下的不同控制策略或非設計工況表現，這無疑在開發可靠的sCO2循環模擬技術中具有一定的實用性。 然而，他們使用了相當簡化的部件模型，尤其是葉輪機械和熱交換器，這對于正確模擬循環性能至關重要。盡管已經進行了許多關于sCO2循環的研究，并且許多組件的技術準備水平已經很高，但仍未充分開發出用于整個循環的非設計工況模擬的方法，同時整個底循環的布置方案也有待研究。本文的作者試圖將數字孿生概念應用于sCO2底循環的非設計工況和部分載荷運行的仿真基礎上，來分析比較不同軸配置方案。
在2015年IGTC日本大會上，SoftInWay Inc.發表了一篇論文“利用復合sCO2循環對燃氣輪機排熱回收進行評估”。本文考慮了特定中功率燃氣輪機的不同底部sCO2循環的組合。它主要研究了不同類型的sCO2循環在利用GTU余熱增加發電量方面的優勢。
本文是在此基礎上進行的進一步研究，因此，從前一篇論文中選擇熱力循環方案2[6]作為本論文的sCO2底部PGU布局，以進行后續分析。該循環是再壓縮循環和回熱循環的組合，可提供16.13 MW的輸出功率。本研究中同一臺GTU GE LM6000-PH DLE燃氣輪機被繼續用作底部PGU的熱源。
展開 Hypermesh極速施加載荷建立強度分析工況 ￥20
操作視頻請點擊這里： Hypermesh極速施加載荷建立強度分析工況.mp4
大家好，歡迎觀看和使用本教程的插件實現自動施加載荷和工況的建立，案例為主動端懸置支架的28工況載荷施加及工況建立。
主動端左右懸置及后懸置支架施加載荷點的坐標值，位置如圖所示
-160
-371.3
251
-173
371.3
251
65
-54.5
-42
大家好.docx
將多體提載工程師提供的載荷按本教程的CSV載荷表格式保存，格式說明如下。
說明：A列為各個工況名稱,
BCD列為施加載荷點的坐標，EFG列為FORCE, HIJ列為MOMENT.
示例為28工況載荷施加
打開模型，點擊File/ Run/Tcl Tk Script，運行本插件autoload_xxnj.tbc，詳細操作請觀看視頻。
（利用該插件，可實現各種繁瑣工況載荷的施加，工況的建立，用于各種強度校核分析，同時可添加約束等等，可聯系本人定制各種小插件，高效完成各種分析任務）
展開 純電動客車骨架結構優化（模態分析、極限工況分析、靜力分析、拓撲優化）
四 模態分析
車身骨架的振動特性與車身結構強度、乘坐舒適性等性能有直接聯系，振動特性與車身運行時的模態頻率息息相關，同時，模態分析也是下一步分析說必須要的過程。
對車架在實際使用工況下模擬其約束模態能分析其動態相應情況，自由模態雖然能反映車架固有屬性，但在實際使用環境中并不具有實際參考意義。
約束模態分析最重要的兩點就是創建合適的約束以及正確設置加載步，為得到客車實際工況極限彎曲、扭轉、兩種工況下的車架模態頻率，有如下兩種約束以及相應的前六階頻率及其振型圖。
展開 電機多轉速工況的NVH分析！
本文將著重介紹利用Ansys2019R2最新版本的最新技術，如何實現電機多轉速工況下由電磁力引起結構振動噪聲的分析流程(之前版本只限于某個指定轉速工況下的電磁振動噪聲分析，無法自動實現多轉速工況下的分析流程及噪聲瀑布圖的輸出；而Ansys2019R2可以實現這個功能)。另外本文下面顯示的模型僅供為了說明分析流程之用。
首先、在Workbench平臺中搭建電機整個多物理場耦合的NVH分析流程。
大跨度拱形鋼結構施工技術
方案驗算與實施
3.1 中央屋蓋鋼結構方案驗收與實施
3.1.1鋼結構吊重驗算
（1）CC2400-1型400噸履帶吊塔式工況性能（見圖7）。
▲ 圖7 48米主臂+72米副臂塔況
（2）鋼柱吊重驗算
本工程高架夾層16.280m標高以下鋼管混凝土柱截面為P1600×35，高架夾層16.280m標高以上鋼柱截面為P1400×35，根據鋼柱分布特點及履帶吊吊機性能，將鋼柱分為兩段，以18.500m標高處為分段位置。
▲ 圖8 中央站房鋼柱分段示意圖
對吊裝性能要求最高的中間柱第二段進行吊裝工況分析，滿足吊裝要求。
（3）主桁架吊重驗算
本工程主桁架采用站房兩側2臺400噸履帶吊塔式工況進行吊裝。橫向主次桁架共分7段，其中66m跨桁架分3段、兩側跨各分2段（見圖9）。
▲ 圖9 中央站房橫向主次桁架分段示意圖
第一分段吊裝工況分析（見圖10、見表1）。
▲ 圖10 第一分段吊裝工況分析圖
▼ 表1 第一分段吊裝工況分析表
第二分段吊裝工況分析（見圖11、見表2）。
▲ 圖11 第二分段吊裝工況分析圖
▼ 表2 第二分段吊裝工況分析表
第三分段吊裝工況分析（見圖12、見表3） 。
展開 座椅安全性能仿真分析工況簡介
</p><p>本文主要介紹在整車安全性能開發中對于座椅子系統的一些安全性能仿真分析、考察標準以及注意事項等。</p><p><br></p><h2>一、安全帶固定點強度分析</h2><h3>加載方法：</h3><p>將座椅地腳固定在白車身上 將上下人體模塊放置于座椅上，綁定安全帶后對上下人體模塊施加角度為10°±5°，力值大小為13500N的拉力，水平方向再額外施加一個20倍座椅的重力。</p><h3>考察標準以及注意事項：</h3><p>本實驗主要考察座椅、座椅安裝點、安全帶安裝點的強度，風險點主要是車身端安全上固定點位置容易拉脫，座椅端鎖扣支架位置容易發生大變形，座椅鎖扣側地腳螺栓以及滑軌容易失效。
展開 
基于MeshFree的新能源電池包模態與強度分析
本文針對新能源汽車動力電池包的簡化結構，使用MeshFree軟件對其進行CAE仿真分析，并與傳統FEM軟件OptiStruct、Abaqus的分析結果進行對比。
電池包的簡化結構如上圖，主要由模組、箱體支架、箱體托盤以及加強梁等部件組成。本文使用MeshFree軟件對電池包的三個項目進行分析（模態分析、自重工況分析、隨機振動分析），各分析約束部位均為電池包與車身連接螺栓。
將電池包三維數據導入MeshFree，給各部件賦予材料（材料參數均為自己設置，未對應實際材料），使用自動接觸工具建立各部件的焊接接觸，并根據各個部件的基本尺寸，對其設置不同的結構化網格參數。
1. 模態分析
將前面的約束應用到模態分析工況中，并設置模態求解控制參數，得到MeshFree的一階模態結果為32.7 Hz：
將同樣的三維模型用Hypermesh劃分網格，然后將網格模型分別用Optistruct和Abaqus兩個求解器計算，得到的一階模態分別為：Optistruct：32.5 Hz；Abaqus：31.7 Hz。具體結果可以參見附件文檔。
2. 自重工況分析
將前面的約束應用到線性分析工況中，并設置自重作為載荷：得到線性分析的最大位移為0.35 mm，發生在箱體托盤側邊；最大應力為19.8 MPa，發生在箱體托盤底部。
Optistruct和Abaqus的具體結果可以參見附件文檔。
3. 隨機振動工況分析
隨機振動工況是新能源動力電池GB里明確要求的項目，對整個電池包的疲勞耐久評判具有重要意義。
展開 電機振動噪聲建模分析：基于Motor-CAD的永磁同步電機E-NVH仿真分析（單一工況點噪聲）
本文基于Motor-CAD對永磁同步電機進行電磁振動噪聲（E-NVH）仿真分析，為永磁同步電機的E-NVH分析提供理論依據，并為永磁同步電機的E-NVH提供優化途徑。
Motor-CAD是全球領先的新能源汽車電機選型分析及設計軟件，用于新能源汽車電機的選型匹配，優化設計，競品分析，拆解分析等。開發至今，已被全球主要的整車生產企業、電機生產商、科研機構及高校等廣泛使用。
Motor-CAD集成化軟件包，可在選型、設計階段高效地對電機進行電磁和熱性能測試；軟件包括：電磁（EMag）、熱（Therm）、機械模塊（Mechanical）和虛擬實驗室（Lab）四個模塊，可在幾分鐘內精確評估電磁、熱和電磁振動噪聲特性。
本例以一臺48S8P永磁同步電機為例，對電機的電磁噪聲進行仿真分析。通過Motor-CAD中的Mechanical模塊對電機E-NVH進行仿真分析，為后續的降噪方案提供思路。下圖所示電機的Motor-CAD模型圖，內置式永磁同步電機，具體的結構參數設置在此不再贅述。
展開 針對某袋除塵器整體進行ABAQUS有限元分析，考慮九項載荷工況，分析設備靜應力、熱應力、變形及熱膨脹數值 ￥15
圖3 立柱底部邊界約束
載荷：
（1）自重（軟件考慮）；
（2） 頂部載荷：檢修載（按400kg/m2）；
（3） 花板處載荷：濾袋、濾籠、濾袋積灰（積灰厚度按5mm）共3.06t；
（4） 灰斗積灰重：滿灰9.6t；
（5） 保溫載荷：按25kg/m2；
（6） 負壓11000Pa或正壓8000Pa兩種工況分別施加；
（7） 煙道及檢修平臺載荷：上煙道（出氣端）900kg，下煙道（進氣端）
400kg，上中下三層檢修平臺檢修載荷均為400×2.85×3.25=3705kg。
注：此項載荷殼體和鋼支架各占一半。
（8） 灰斗卸灰口載荷（方向按照幾何模型坐標系）：FX=4700N，FY=3500N，FZ=-4700N，MX=3690N.m，MY=4800N.m，MZ=5540N.m。
（9） 頂部牛腿處檢修荷載：單個牛腿處載荷為1t，頂板為260×260，轉化為面壓添加，面壓為1×10×1000/260/260=0.148N/mm2。
下圖4所示為載荷添加圖示：
（a）負壓11000Pa （b）正壓8000Pa （c）花板處載荷
展開 Adams Car中襯套的各輸出結果與對應的參考坐標系
將修改的懸架模板，保存到private文件夾中，然后在標準界面生成子系統模型，最終裝配成前懸架模型，如下圖所示，
在Car界面中，切換至view界面，建立bgl_top_mount 的request分別如下圖所示，
然后切換至car標準界面，進行如下工況分析。
二、平行跳動工況分析
運行平行跳動工況分析，工況設置如下:
如右上圖，至分析結束，F8切換至后處理界面，對比襯套各輸出結果各自對應的坐標系。
三、襯套各輸出結果與對應的參考坐標系
a)在后處理界面中點選Source中Objects選項，測量bgl_top_mount受力結果與自定義request（全局坐標系）的結果完全吻合，如下圖所示，
測量bgl_top_mount力矩與自定義request（全局坐標系）的結果完全吻合，如下圖所示，
同樣測量bgl_top_mount位移結果曲線與自定義request（全局坐標系）的坐標系方向結果完全吻合，如下圖所示，
小結：即Source中Objects選項，襯套結果曲線是相對于整車全局坐標系的結果曲線。
展開 