去除應力的案例
沖壓仿真系列講座-DynaForm5.8.1培訓教程-03自動設置簡介
2.2.1 自動設置-板料成型
從上面的2個圖片可以看出，DynaForm5.81的板料成型自動設置增加了退火選擇，而取消了超塑成型（挪到了單獨的菜單選項）；而退火功能的增加則是DynaForm5.8系列的新增功能，退火功能是某些比較特殊的多工步成型的零部件為了降低硬度增加塑性便于下一步拉伸而經常采取的措施，沒有此功能以前，需要停下來導出網格，去除應力輸入再重新導入計算，很麻煩，而有了此功能以后，就簡便多了；
選擇相應的工序類型后，進入板料成新的自動設置界面
從整體看和DynaForm5.7.3系列相比沒有太大的變化，操作基本一致，板料成型的設置菜單中增加了剪裁和真實拉延筋，等效拉延筋等內容，大部分內容都是從別的菜單匯總整合過來了，這里就不一一介紹；
板料成型具體的設置基本和老版本一樣，就不再詳述了，想了解的人，可以看軟件自帶的應用手冊
DynaForm5.8中文手冊下載：
http://forums.caenet.cn/showtopic-523129.aspx
展開 機床為什么要釋放應力？
上面有提到，靜置是釋放應力的方法之一，但這種方法現在采用的越來越少。原因無他，靜置釋放應力所需時間太長，對機床廠家來說成本太高。隨著技術的進步，機床釋放應力的方式越來越多，時間也越來越短。在談具體釋放應力的方法之前要強調一下，應力釋放一般在組裝之前就完成了，組裝之后的整機一般在落機后靜置10到20天左右，具體按照不同廠家的說明來做即可。
一般來說，高精密的機床會采用大理石等不易產生應力的材料做床身。而采用金屬材料的機床現在也會采用噴丸、振動、滾壓等方法去除應力。其中噴丸是使用丸粒轟擊工件表面并植入殘余壓應力；震動是采用振動器與工件形成共振來消除應力；滾壓則是通過一些滾壓工具向工件表面施加壓力來達到消除應力的目的。除此之外，通過熱時效、爆炸法、熱沖擊時效法、聲波時效法等方法也可以消除應力。
展開 如何使用Optistruct進行應力拓撲優化或多目標、多約束優化 ￥9.99
優化過程和優化后的效果如下圖所示：
拓撲優化后的等值圖如下圖，可見應力集中的部位基本被消除。本人使用的p范數為6，大家可以嘗試其它數值得到更優異的解：
而柔度最小化優化的結果是下面這樣的，顯然和應力最小拓撲優化是不一樣的，因為拐角還是直的，沒有去除應力集中。
創建公式需要注意格式，感興趣的同學可以嘗試下載附件，附件包括腳本和有效的應力優化模型，謝謝。
同樣使用本文的方法還可以求解多目標優化和多約束優化等等，不僅僅是拓撲優化，尺寸優化，形狀優化也能解決，因為這三種優化類型都需要響應。
機床為什么要釋放應力？
原因無他，靜置釋放應力所需時間太長，對機床廠家來說成本太高。隨著技術的進步，機床釋放應力的方式越來越多，時間也越來越短。在談具體釋放應力的方法之前要強調一下，應力釋放一般在組裝之前就完成了，組裝之后的整機一般在落機后靜置10到20天左右，具體按照不同廠家的說明來做即可。
一般來說，高精密的機床會采用大理石等不易產生應力的材料做床身。而采用金屬材料的機床現在也會采用噴丸、振動、滾壓等方法去除應力。其中噴丸是使用丸粒轟擊工件表面并植入殘余壓應力；震動是采用振動器與工件形成共振來消除應力；滾壓則是通過一些滾壓工具向工件表面施加壓力來達到消除應力的目的。除此之外，通過熱時效、爆炸法、熱沖擊時效法、聲波時效法等方法也可以消除應力。
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展開 
Acta Mater.: 納米晶Ti-44Ni-5Cu-1Al（at％）合金中穩定且良好的超彈性和彈
熱軋后在673K熱處理5分鐘，隨后的冷軋，樣品表現出優異的4.9％的超彈性應變，當最大拉應力為500MPa時，具有90MPa的小應力滯后。在絕熱條件下去除500MPa的應力時，該樣品還表現出溫度降低17K的大彈性熱效應。 在超過5000個機械循環中，觀察到超彈性應變和彈性熱效應沒有明顯的惡化。 在750MPa的拉伸應力下獲得的最大超彈性應變為6.8％。 透射電子顯微鏡觀察和拉伸應力下的原位X射線衍射分析表明，樣品的平均晶粒尺寸約為40nm，并且顯示出連續的B2-B19-B19'轉變。
【圖文導讀】
圖1 ：經過不同熱機械處理（HR，CR，CR673，CR873）后以10K / min的速率測量的Ti-44Ni-5Cu-1Al（at％）合金的DSC冷卻和加熱曲線。
圖2 ：不同熱機械處理（HR，CR，CR673，CR873）后Ti-44Ni-5Cu-1Al（at％）合金的電阻率的溫度依賴性。
圖3：不同熱機械處理的Ti-44Ni-5Cu-1Al（at％）合金的馬氏體轉變溫度和熱滯后。
（a）不同熱機械處理（HR，CR，CR673，CR873）后Ti-44Ni-5Cu-1Al（at％）合金的馬氏體轉變溫度（Ms，Mf，As和Af）；
（b）用（Af-Ms）來評估熱滯后。
展開 ADAMS_mnf文件的縮減及優化（一）
但有時生成的mnf太大或包含太多的信息—生成的mnf文件會包含集中的質量和剛度矩陣、節點質量、節點坐標、模態振型、模態載荷、外連點、應力等信息。眾多的信息會導致ADAMS動畫運行速度緩慢，所以可以通過mnf優化來提高動畫的運行速度。
二.mnf優化
如下圖所示為簡單的平板結構，由兩層實體單元構成，并且左右各包含一個剛性外連點。并且該文件包含了應力等信息
圖1
通過上圖所示的模型，生成的mnf文件大小為4436KB，該中性文件包含應力信息。
1.優化方法一：去除應力信息
通過上圖所示的模型，生成的mnf文件大小為4436KB，該中性文件包含應力信息。
圖2
在hypermesh中去掉應力信息卡片，重新提交計算，計算結果：從下圖可以看出去掉應力信息后，文件的大小由原來的4436KB變為2334KB。因此在Adams計算分析時，如果單純的考慮變形，就可以把應力信息去掉，mnf文件的大小會大約縮減為一半。
圖3
2.優化方法二：通過ADAMS/flex進行優化
雙擊Adams/flex模塊，然后點擊MNF→MNF Optimizer，進入如下的界面：
圖4
上圖的具體解釋如下：
(1).Invariants:
a.Fast Set(快速設置):部分耦合，不計算慣性不變量5和9；
b.Full Set(完全設置):計算并存儲所有慣性不變量；
c.None(不設置):在MNF中不存儲不變量，在計算時ADAMS/Solver會重新計算所需的不變量。
(2).Units
a.Original:保持原有mnf文件的單位，如果mnf單位與SI不同，ADAMS/Flex將自動完成單位的換算操作。
展開 從安裝到使用，T型槽鐵地板的全流程優勢，一次講清
應力釋放：拼接完成后，建議靜置一段時間（如24小時），待整個平臺的內應力充分釋放后，再進行比較終的精度復檢和微調。
密封處理：對于有防塵、防油需求的場景，需在拼接縫隙處涂抹專用密封膠，以防雜物進入影響后續使用和精度。
高精度試驗T型槽平臺：三坐標測量與光學檢測專用定點基準臺
在制造檢測領域，三坐標測量與光學檢測是保障產品尺寸精度的核心手段，而高精度試驗T型槽平臺作為專用定點基準臺，其精度穩定性與定點可靠性直接決定檢
二、電池包碰撞測試專用方案：強沖擊下的穩定支撐
1.材質與結構優化：選用QT600強度球墨鑄鐵，經高溫時效+振動時效+自然時效三重處理，殘余應力去除率≥99%，搭配“箱型封閉框架+加密加強筋”結構，筋板厚度≥35mm，臺面厚度≥150mm，可承受20g瞬時沖擊載荷，臺面撓度≤0.01mm/m。
2.定點與固定設計：采用寬幅T型槽（槽寬36-45mm），間距100-150mm，搭配12.9級強度防松螺栓與專用防滑夾具，確保電池包測試件牢固固定，碰撞過程中無移位；臺面對稱分布定點銷孔，定點精度≤±0.01mm，保障每次測試安裝位置一致性。
3.安全防護配置：平臺表面做絕緣防滑處理，耐電壓≥1000V，避免電池包碰撞后漏電風險；周邊配備防護圍板與緩沖裝置，吸收沖擊量，保障測試環境安全。
三、電機耐久測試專用方案：高頻振動下的保障
1.抗振性能強化：平臺阻尼比≥0.25，振動傳遞率≤3%，可快衰減電機高頻振動，避免成為二次振動源；底部配備專用阻尼減振墊，隔離地面振動干擾，確保振動傳感器采集數據純凈。
2.熱穩定性設計：選用低熱膨脹系數材質（11-13×10??/℃），臺面經氮化處理，耐高溫≥200℃，可適配電機耐久測試中50-150℃的溫升環境，減少熱變形對測試精度的影響。
3.兼容性適配：預留標準化接口，方便對接扭矩傳感器、功率分析儀等測試設備；T型槽支持多規格電機夾具安裝，可適配50-300kW新能源汽車驅動電機測試，提升平臺通用性。
綜上，新能源汽車試驗T型槽平臺通過針對性的材質優化、結構設計與安全配置，可適配電池包碰撞與電機耐久測試需求。科學選用專用平臺不僅能保障測試數據的可靠，還能提升測試安全性與效率。
展開 鋁鋰合金：現代飛機新型材料的選擇
其中1 塊中部是使用變極性等離子弧焊(VPPA)焊接，經過343℃/4h去除應力，旋壓時，所有毛坯用火焰加熱保持317℃；成形后進行505℃/0.5h固溶處理，水淬；再經177℃/18h人工時效，測得其室溫拉伸強度達600MPa左右，-196℃時增加到700MPa，且有很好的斷裂韌性。“ 奮進號”航天飛機的外貯箱圓頂蓋也采用了相同的旋壓技術，并在外貯箱的筒段采用了先進的剪切旋壓技術。
鋁鋰合金輥鍛成形“Y”形連接框
3 輥鍛成形技術（Roll Forging）
Al-Li合金特別是Weldalite系列合金和1420合金具有良好的鍛造性能，用它們制造的模鍛件不會出現開裂，這已被150多種鍛件所證實。因而將其應用于航空航天工業具有廣闊的前景。輥鍛是近年來發展起來的新型近凈成形技術，將材料在一對反向旋轉模具的作用下產生塑性變形得到所需鍛件或鍛坯的塑性成形工藝。輥鍛成形的發展有兩個重要領域。其一 ，是在長軸類鍛件生產上實現體積分配與預成形，減少最終成形負荷，組成精輥精鍛復合生產線，用較少投資大批量生產復雜鍛件。其二，是精密輥鍛技術，包括冷精輥技術。在板片類零件的精密成形上有良好的發展前景，如在葉片成形與變截面鋼板彈簧上均有優勢 。近年來輥鍛成形的兩個方向被成功應用于鋁鋰合金的環形鍛件和帶筋條的鈑金件。如 “奮進號”航天飛船外貯箱的“Y”形框和對接環。
鋁鋰合金激光焊接技術
4 焊接技術（Welding）
焊接是制造鋁鋰合金航空航天產品如貯箱、彈頭外殼等的主要工藝之一。前蘇聯研究1420合金的焊接時間長達10多年，從焊接工藝方法、焊接組織、焊接性能及焊后熱處理都進行了深入的理論研究和探討。20世紀80年代還開展了1460高強合金可焊性的研究。采用鎢極氫弧焊（GTAW）和真空電子束焊（EB）工藝的1460合金，已成功用于制造“能源號”運載火箭貯箱。
展開 塑料電鍍常見故障分析和處理
一般零件除油不徹底是偶然的少數現象，可以用加強鍍前除油措施來避免這種故障情況；注塑成型條件不當造成的鍍層結合力不好往往出現在每個零件相同的部位，而且會有很多零件都有這種故障現象，是否這種原因可以取少量零件，放在烘箱中去除應力后，再經粗化、敏化、活化和化學鍍銅，以及電鍍后觀察鍍層結合力是否良好。
零件粗化不夠充分產生的鍍層結合力不好往往出現在零件的凹面上，若將鍍層剝離，則這些部位的塑料表面通常較光滑，而粗化過度造成的鍍層結合力不好則較多出現在零件的尖端和邊緣，剝去鍍層后這些部位呈現出粗糙的外觀。
檢驗粗化是否恰當的辦法是將粗化過的零件放在太陽光下或放在烘箱中干燥，若干燥后的表面發白，零件的尖端和邊緣出現細粉狀的物質，這種粉狀物用手能揩去，則表明這些零件已粗化過度，應降低粗化溫度或縮短粗化時間。
若干燥后的零件表面，有少數部位發白，大部分表面仍是塑料的本色，則表明粗化不夠充分，應提高粗化溫度或延長粗化時間。
究竟選用什么樣的粗化溫度和時間?最好取少量零件，分批在不同的粗化溫度和時間下進行試驗，找出使粗化過的零件既能親水，又能在干燥后表面呈現均勻發白而無粉狀物存在時的粗化溫度和時間，然后以控制在這樣的溫度和時間下進行粗化為好。
采用空氣攪拌對改善化學鍍銅層的結晶織，減少銅粉，延長鍍銅液的使用壽命都有一定好處，化學鍍銅依靠攪拌改善鍍層結晶和延長鍍液壽命的機理是可以幫助快速除去鍍液中反應產生的氫氣，起到了鍍液中的第二種還原劑的作用，但是它的存在會導致局部鍍液的活性過強；另外要嚴格凈化攪拌通人的空氣，否則，若把空氣壓縮機中的油帶入鍍銅液中，將會使鍍銅層粗糙、疏松，結合力不好。
展開 大學生方程式賽車借助Altair OptiStruct 實現輕量化和燃料效率提升
針對多個荷載工況的傳統迭代設計方法是，在每次迭代中都去除低應力部分，但這通常都會很耗時。原始組件的設計花費了數周時間，而解決方案卻在結構效率方面差強人意。
解決方案
作為Altair HyperWorks仿真軟件的現有用戶，DUEM團隊把目光投向了OptiStruct軟件，希望借其之力應對這項挑戰。OptiStruct是Altair HyperWorks CAE軟件中提供的一款設計工具。OptiStruct可在設計過程早期利用拓撲優化方法預測結構更好的形態，為依靠分析帶動的設計流程提供了特別大的便利，使設計人員可以在更短的設計周期內完成更設計。
隨著設計流程往前推進，OptiStruct通過強大的形態和尺寸優化功能來進一步提高設計性能。OptiStruct采用極為先進的優化算法，可以在短時間內通過數千種設計變量解決復雜的優化難題。
設計區域被導入OptiStruct并進行網格劃分。施加的荷載工況采用2g的顛簸加速度、1.6g的過彎加速度、1.6g的制動加速度，并對制動、顛簸和過彎等荷載工況進行組合。另外還施加了拔模方向等制造約束，從而確保最終的設計結果對于制造過程可行且合理。
在不同的剛度目標和應力約束下得到了不同的結果，這時，便需要通過進行一系列仿真來研究所建議的幾何解決方案如何隨著這些目標而變化。圖1中的拓撲優化結果顯示了未施加拔模方向約束的模型，而圖2顯示的是施加了制造約束的模型。高密度構件顯示為紅色，表示如果可行區域進一步延伸至該空間，則結果更佳。這通過將制動盤進一步向外移動來實現，這樣會減小應力。
OptiStruct縮短了CAE-CAD迭代的整體設計周期，并實現了設計改進。它所提供的優化解決方案通過單次分析便會將多種荷載情形計入在內。
通過四面體網格算法可以快速完成網格劃分，而無需經過一個全方面徹底又耗時的過程。
展開 
一直被模仿，從未被超越。|圓形鑄鐵平臺
穩定性處理：毛坯鑄件會經過兩次處理（人工退火600℃-700℃和自然時效2-8年），以完全去除內應力，確保長期使用的精度穩定性和耐磨性。
精度等級：按國家標準，通常分為0、1、2、3四個級別，其中0級精度比較高，3級為基礎級。有些廠家也提供只分1、2、3級的產品。
常見規格：直徑范圍很廣，從φ100mm到φ6000mm不等。常規規格如φ300mm、φ500mm、φ1000mm等都非常普遍。特殊規格通常可以根據用戶圖紙定制。
在機械制造和精和密測量領域，圓形鑄鐵平臺是一種非常基礎和關鍵的工具，它的核心作用就是提供一個精和準的圓形平面作為基準。根據這個核心作用，它的用途主要可以分為以下幾大類：
首先，在精和密測量與檢驗方面，它是比較常見的用途。它經常被用作檢驗工作的基準平面，在計量室或精和密加工車間里，工人們會把零件放在高精度的圓形鑄鐵平臺上，利用它相當高的平面度，來檢查零件的尺寸是否準確，或者測量零件的平面度、平行度等形狀和位置誤差。這種情況下，通常需要選擇0級或1級這種高精度的平臺。
其次，在機械制造與加工過程中，它也扮演著重要角色。一個是在緊密劃線時，需要在工件上劃出精和確的加工線，這時候圓形平臺就提供了一個平整可靠的基準面。另一個是作為機床機械的檢驗測量基準，用來定期校準機床本身的精度，或者檢驗工裝夾具是否合格，確保生產過程穩定可靠。
在產品裝配與調試環節，圓形鑄鐵平臺也必不可少。它可以作為裝配平臺，在進行產品組裝和調試時，提供一個平整穩固的基礎，保證裝配出來的產品精度。在一些大型機床，比如立式車床或鏜床上，它直接作為機床的工作臺面，用來承載和旋轉被加工的工件，這種平臺通常還會帶有T型槽來固定工件。
除了這些通用場景，圓形鑄鐵平臺還有一些非常特殊的專業用途。比如，它是花崗巖切割工具——圓形鋸盤進行檢驗和校正的專用基準平臺。
展開 模型分享007——連桿動靜力學拉伸仿真
· 背景介紹
如圖1所示為，連桿在拉伸過程中應力和應變的變化曲線。曲線的橫坐標是應變，縱坐標是外加的應力。曲線的形狀反應材料在外力作用下發生的脆性、塑性、屈服、斷裂等各種形變過程。這種應力-應變曲線通常稱為工程應力-應變曲線
圖1 連桿拉伸應力應變曲線
· 彈性階段
當應力低于屈服點時，應力與試樣的應變成正比，此時如果將應力去除，連桿的變形也將消失，即試樣處于彈性變形階段。對于屈服點來說，屬于材料的彈性極限，表示材料保持完全彈性變形的最大應力。在彈性階段應力與應變之間呈線性關系，稱為比例階段，也稱為線彈性階段，此階段滿足胡克定律。
· 屈服階段
當應力超過屈服應力達到某一數值后，應力與應變之間的直線關系被破壞，應變顯著增加，而應力不再呈線性方式增加，甚至是在曲線上出現接近水平線的小鋸齒線段。如果此時卸載，試樣的變形只能部分恢復，而保留一部分殘余變形，即塑性變形。這說明工件的變形進入彈塑性變形階段。對于無明顯屈服的金屬材料，規定以產生0.2%殘余變形的應力值為其屈服極限。
· 強化階段
試樣發生明顯而均勻的塑性變形，若使試樣的應變增大，則必須增加應力值，這種隨著塑性變形的增大，塑性變形抗力不斷增加的現象稱為加工硬化或形變強化。當應力達到最大值時此階段即告終止，此最大應力稱為材料的強度極限，它表示材料對最大均勻塑性變形的抗力，表示材料在拉伸破壞之前能承受的最大應力。
展開 大學生方程式賽車借助OptiStruct 實現輕量化和燃料效率最大化
針對多個荷載工況的傳統迭代設計方法是，在每次迭代中都去除低應力部分，但這通常都會很耗時。原始組件的設計花費了數周時間，而最終的解決方案卻在結構效率方面差強人意。
解決方案
作為Altair HyperWorks仿真軟件的現有用戶，DUEM團隊把目光投向了OptiStruct軟件，希望借其之力應對這項挑戰。 OptiStruct是Altair HyperWorks CAE軟件中提供的一款設計工具。OptiStruct可在設計過程早期利用拓撲優化方法預測結構的最佳形態，為依靠分析帶動的設計流程提供了極大便利，使設計人員可以在更短的設計周期內完成更高效的設計。
隨著設計流程往前推進，OptiStruct通過強大的形態和尺寸優化功能來進一步提高設計性能。OptiStruct采用極為先進的優化算法，可以在短時間內通過數千種設計變量解決最為復雜的優化難題。
設計區域被導入OptiStruct并進行網格劃分。施加的荷載工況采用2g的顛簸加速度、1.6g的過彎加速度、1.6g的制動加速度，并對制動、顛簸和過彎等荷載工況進行組合。另外還施加了拔模方向等制造約束，從而確保最終的設計結果對于制造過程可行且合理。
在不同的剛度目標和應力約束下得到了不同的結果，這時，便需要通過進行一系列仿真來研究所建議的幾何解決方案 如何隨著這些目標而變化。圖1中的拓撲優化結果顯示了未施加拔模方向約束的模型，而圖2顯示的是施加了制造約束的模型。高密度構件顯示為紅色，表示如果可行區域進一步延伸至該空間，則結果更佳。這通過將制動盤進一步向外移動來實現，這樣會減小應力。
OptiStruct縮短了CAE-CAD迭代的整體設計周期，并實現了設計改進。它所提供的優化解決方案通過單次分析便會將多種荷載情形計入在內。
展開 大學生方程式賽車借助OptiStruct 實現輕量化和燃料效率最大化
針對多個荷載工況的傳統迭代設計方法是，在每次迭代中都去除低應力部分，但這通常都會很耗時。原始組件的設計花費了數周時間，而最終的解決方案卻在結構效率方面差強人意。
“Altair為我們提供的分析技術可進行優化和深入的結構分析。在這套強大軟件的協助之下，我們 的設計在結構方面實現創新突破，并推動了綠色交通的發展。”
Joe Stallard
DUEM車隊隊員專攻H/O車身結構
解決方案
作為Altair HyperWorks仿真軟件的現有用戶，DUEM團隊把目光投向了OptiStruct軟件，希望借其之力應對這項挑戰。 OptiStruct是Altair HyperWorks CAE軟件中提供的一款設計工具。
展開 