模擬分析的案例
鍛模的失效及模擬分析
鍛模的失效及模擬分析（二）
鍛模的失效及模擬分析（二）.pdf
鍛模的失效及模擬分析（一）.pdf
搖臂室鑄件開發 CAE模擬分析
CAE模擬分析軟件近年在鑄造行業中的應用越來越廣泛。通過對鑄件在形成過程中的流場、溫度場和應力場進行仿真分析，可以預知鑄件在成形過程中會出現哪些缺陷，從而在鑄造工藝設計時加以避免，并可提高鑄件質量，縮短開發周期。
隨著汽車產業的發展，鋁合金鑄件被廣泛地應用到汽車上。傳統的鑄件開發模式逐漸不能跟上生產的需求，迫切需要一個開發速度快、開發周期短的生產模式。傳統的鑄件開發是依靠長期積累的經驗先設計出一個鑄造工藝，然后在生產中試驗該工藝是否合理，對不合理的地方逐漸改進直至生產出合格的鑄件。這種開發模式既延長了鑄件開發周期又浪費了開發資金。CAE模擬分析可以預先模擬鑄件的流場及凝固場，根據預先設定的邊界條件，可以模擬出鑄件在澆注時會出現哪些缺陷，為設計者提供直觀的參考，這樣就可以提出針對性的預案。
搖臂室材料為ZL101A，需T6熱處理，該產品凈重16.5㎏。長度為983mm，寬度為350mm，長寬比為3:1。產品一側有一個水道型腔用于對發動機進行冷卻，水道型腔下表面及型腔內的各個搭子較厚大，造成補縮困難，易產生縮松缺陷，該產品的氣密性要求較高，在0.3MPa壓力下保壓2min不能泄漏，產品如圖1、2所示。
一、鑄造工藝設計
從結構上分析，該產品熱節主要集中在鑄件反面及水道型腔內部，根據以往的設計經驗，我們設計成頂注式澆注工藝，補縮冒口放置在鑄件頂部，內澆道開設在兩邊冒口上，通過水道型腔內的一系列搭子作為補縮通道對下面的熱節進行補縮，鑄件工藝如圖3所示。該澆注方式使鑄件能形成由下到上的的順序凝固梯度，有利于對熱節部位進行補縮。
二、CAE模擬分析
?。保湫瓦^程模擬
把設計好的三維工藝導入分析軟件進行鑄造工藝模擬。從溫度梯度看，上面溫度高，下面溫度低，基本體現了設計思想，實現了鑄件的順序凝固，但充型時間長達16s。
展開 GH4169材料實際反擠壓與數值模擬分析對比研究
結論
本文討論GH4169 反向擠壓管坯與數值模擬分析對比研究，先用模擬進行分析，再根據實際情況進行對比，得到結果如下：
⑴經過模擬與實際擠壓力對比，擠壓力偏差在8% 范圍內，后續相同材料擠壓前可利用數值模擬對擠壓過程進行模擬分析；
⑵通過模擬壓力與實際擠壓趨勢對比，GH4169合金反擠壓成形實際擠壓與模擬擠壓壓力趨勢基本一致；
⑶實際擠壓所得成品，金屬材料內外表面光滑，無明顯劃痕與缺陷，為產品下階段機加過程帶來便利。
ANSYS SPEOS在汽車尾燈方面的模擬與分析
對于供應商提交的配光模擬分析報告，可依據三維數據驗證其數據和分析報告，仿真出燈具的人眼視覺效果，給燈具效果確認提供很好的參考，還可減少樣件的制作次數，甚至不需制作樣件。并且，前期節約的時間可以為后期開模提確可行性，能更好的管控好燈具的配光性能。
ANSYS SPEOS光學仿真軟件對于點燈模擬在燈具開發中的重要性: 依據人眼視覺特征和物體真實物理屬性進行的現實場景仿真，解決了燈具開發的周期相對比較長；點燈模擬可以提前反映燈具的外觀效果和光學效果，對產品的開發過程有著重要的支持和預判作用：1) 利于車燈造型改善 2) 提前改善光學效果 3）提前判定造型風險 4）減少模具修正次數 。
本直播將以講解結合實際操作的方式，介紹ANSYS SPEOS功能——尾燈燈具視覺模擬基本流程及基礎知識
主要內容綱要如下：
1. ANSYS SPEOS汽車外部照明模擬分析介紹
2. ANSYS SPEOS軟件下的尾燈視覺模擬的操作流程
3. 介紹ANSYS SPEOS軟件下的光學材質屬性的定義，以及ANSYS公司的 光學測量設備
4. 案例演示
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展開 
鋁合金輪轂模鍛成形數值模擬優化分析
本文以6082 鋁合金后輪輪轂為研究對象，針對鍛造輪轂成形質量，利用有限元數值模擬軟件對主要成形工步進行模擬計算，分析成形過程金屬流動特點及缺陷產生條件，從而優化鋁合金輪轂成形過程。
圖1 為鋁合金輪轂鍛件圖。該鋁合金鍛件帶有高度88mm、寬度50mm 的凸臺；頭部存在凹槽和凸臺，圓周方向肋薄而長，需要的材料少，材料流動距離遠；終鍛拔模和充填較難，在鍛造成形過程中，由于冷卻快導致材料流動性差，易出現折疊、充不滿等缺陷；鍛件截面在高度方向上變化較大，復雜等級為S3 級，10 個加強肋成形難度較大。
有限元模擬分析
為解決鍛件成形難點、縮短工藝調試周期，對鋁合金輪轂鍛件的鍛造成形過程進行有限元模擬分析，通過優化工藝參數，來獲得各工步合理的鍛造成形結構，從而指導實際生產，以達到縮短鍛件生產周期的目的。結合我司設備特點，確定了鋁合金輪轂的鍛造工藝方案為壓扁→預鍛→終鍛，通過有限元分析軟件對各工步進行模擬分析。
表1 6082 鋁合金化學成分(%)
圖1 鋁合金輪轂鍛件圖
參數化設置
⑴定義坯料屬性。
依據工藝設計導入所需規格尺寸的坯料幾何模型，對坯料進行網格劃分、定義材料屬性、摩擦條件及熱傳導。
坯料網格劃分采用面網格+體網格，為提高模擬的準確性，對坯料幾何面網格進行細化，導入6082 鋁合金材料屬性，坯料初始溫度設置為520℃,摩擦條件為水基石墨潤滑，熱交換定義為強交換。
⑵模具初始條件設置。
成形上、下模設置為剛性模型，進行面網格劃分，定義模具初始溫度為250℃。
⑶接觸定義。
展開 Moldex3D模流分析之氣體輔助射出成型模擬技術協助光寶科技提升產品尺寸穩定性
仿真分析結果顯示的短射現象與實際試模的結果一致
效益
通過Moldex3D 氣輔模塊GAIM的模擬仿真，光寶科技大幅減低翹曲變形問題，達到產品尺寸穩地度的要求。 分析結果顯示，X軸方向的變形量減低了將近45%；Y軸的變形量降低了40%；Z軸的變形量降低了64%。除此之外，此案例分析也驗證了氣體滲透行為的模擬分析與實際試模二次滲透行為結果的一致性。
分析結果顯示仿真結果與實際試模的二次滲透行為結果一致
【ＢＯＧ工藝參數波動對往復壓縮機脈動模擬影響分析】
３.１ 恒定轉速不同溫度下脈動模擬分析
本部分主要以標準工況－１２４℃為基準，以２℃
為梯度，壓力保持０.１１１ＭＰａ不變，分析－１００℃到－１５０℃溫度變化對脈動模擬的影響。為更好的研究溫度對脈動模擬特性規律，本文選取較簡單的單作用壓縮機進行分析，壓縮機保持恒定轉速３７２ｒ／ｍｉｎ，邊界條件以及節點如圖３所示。
在標準工況下，由于是單作用壓縮機，壓縮機
入口可以看做是閉端，管道末端為開端，其主要激發頻率為１階、３階、５階，其特性規律如圖４～６所示：
根據圖４～６可以看出，１階激發的是１／４波
長，３階激發３／４波長，５階激發的是５／４波長，隨著激發頻率階數的增大，超ＡＰＩ６１８脈動準則的比率迅速減小，從超過準則比率約２.５降低到０.１２，因此需要重點關注１階激發頻率壓力脈動。根據邊界條件，壓縮機管口位置１可以看成閉端，是脈動最大的位置，在不同溫度下最大壓力脈動如圖７所示。
由圖７可以看出，其最大點出現在－１３４℃下，
說明在此溫度下，管系的氣柱固有頻率與壓縮機的激發頻率基本處于共振狀態，壓力脈動達到最大值，并隨著兩側溫度外延迅速的減小。實際脈動分析設計中需要進一步采取措施，改變管道長度或者增加緩沖罐體積、或者增加脈動抑制裝置來消減脈動。
采用恒定轉速、不同溫度下脈動模擬分析，可
以得到每一個溫度工況下詳細的壓力脈動情況，根據導出的激振力進行振動分析也較好的符合現場運行的工況，但是按照２℃的溫度梯度需要做２５次分析，耗時較多，如果要做的更加精準，需要劃分更小的溫度梯度，耗時更多。
展開 煙道內活性炭及消石灰粉末噴射均勻性模擬分析
3.調整粉末噴點位置，經過單一噴射和組合噴射分析，可得出粉末顆粒擴散均勻所需最短煙道長度，對實際煙道工藝布置提供依據。
在實際的工程項目中，由于設備自身結構問題無法控制煙道內的氣流均布情況，因此在相同的設備結構形式下，通過調整粉末顆粒噴管的位置，就可以確定出擴散均勻所需的最短直段管道，該模擬分析結果可在實際工程中明確噴管的安裝位置及指導煙道的工藝布置。
Moldex3D模流分析之材料精靈：提升模擬效率和分析品質
成功后可于材料精靈檢視并搜尋與MHC同步的材料庫(圖10)，亦可直接將材料加入專案進行模擬分析(圖11)。
圖10 Moldex3D材料精靈提供使用者檢視并搜尋MHC材料云「我的云端材料庫」材料
圖11 選擇「我的云端材料庫」材料進行專案模擬分析
2. 內嵌MHC材料云網站
Moldex3D材料精靈支援內嵌MHC。 MHC的使用者可以在Moldex3D材料精靈登入帳戶，不用另外開啟瀏覽器下，于Moldex3D材料精靈進行MHC材料云服務(圖12)。
圖12 Moldex3D材料精靈內嵌MHC材料云網站
高分辨率畫面顯示
Moldex3D材料精靈的畫面分辨率可以支持4K 300dpi的顯示，讓接口的可讀性與清晰度在2K Full HD或4K高解析下都有一致且高水準的視覺顯示效果。使用者亦可如瀏覽器縮放畫面大小般對Moldex3D材料精靈按住Ctrl+鼠標滾輪縮放畫面，隨時調整至當下最佳的比例，不用擔心畫面上的任一角落被遮擋或不清楚(圖13) 。
圖13 Moldex3D 材料精靈支持鼠標滾輪縮放畫面
結論
Moldex3D材料精靈提供友善的功能與直覺的用戶接口以支持材料管理上的各項操作。透過材料精靈流暢的使用性與高分辨率等優勢，使用者可以更有效率地評估和管理材料，提升模擬流程的效率和分析結果的品質。
展開 有關高壓水射流破巖的數值模擬分析資料
一些關于高壓水射流沖擊破壞煤巖體的模擬分析資料，與大家共享:v:
高壓水射流破碎煤巖體的數值模擬研究_胡波.pdf
高壓水射流破巖的數值模擬分析_倪紅堅.pdf
高壓水射流破巖規律的數值模擬研究_孫清德.pdf
基于SPH算法的高壓水射流破巖機理數值模擬_宋祖廠.pdf
基于Fluent風沙兩相流路基周圍流場數值模擬分析
基于Fluent風沙兩相流路基周圍流場數值模擬分析
本課程基于Fluent風沙兩相流路基周圍流場數值模擬分析，從建模到網格劃分，以及相關設置進行了講解，并運用tecplot軟件進行了后處理；其中許多點作者花費了大量時間進行理解，例如風速輪廓線的設置以及求解設置中相關參數的取值，讀者可在本課程基礎進行拓展延申，節省前期大量時間，使得可以讓許多時間花費在研究上。
課程內容：
章節1、建立3d路基模型.mp4
章節2、模型網格劃分.mp4
章節3、歐拉模型及材料設置.mp4
章節4、風速輪廓線及邊界條件設置.mp4
章節5、求解方法控制及初始化.mp4
章節6、云圖及計算導出設置.mp4
章節7、tecplot后處理示范.mp4
章節8、最終計算結果展示.mp4
內容中詳細介紹了如何使用自編函數實現對數風速輪廓線形式，以及各參數的解釋等。
風速輪廓線樣圖（風速過大，需調整摩阻風速，該圖僅做示例）
部分課程內容截圖
部分課程內容截圖
湍流效果展示圖：
視頻中未加輪廓線，加完后輪廓線與上述情況相同：
展開 
基于comsol七芯光纖超模模擬分析
本期教程主要向大家介紹一期采用comsol有限元分析軟件進行七芯光纖模擬分析的模擬教程。首先介紹一下基本知識點
七芯光纖超模理論（Supermode Theory for Seven-Core Fibers）涉及一種特殊類型的多芯光纖（MCF）技術。在這里，"超模"（supermodes）指的是多芯光纖中各個單獨芯之間耦合形成的復合模式。以下是七芯光纖超模理論的一些關鍵點：
多芯耦合：在七芯光纖中，七個獨立的光纖芯被布置在一個結構中。這些芯之間的相互耦合導致光能在它們之間傳播，形成所謂的"超模"。
超模的形成：當光通過多芯光纖時，由于芯之間的相互作用和耦合，會形成超模。這些超模是單個芯模式的線性組合，它們在整個光纖結構中共同傳播。
模式分布和耦合系數：超模的具體特性，如模式分布和耦合系數，取決于芯之間的距離、折射率差異以及光纖的幾何結構。在七芯光纖中，這些參數需要精細調整以優化模式耦合和傳輸效率。
其次進行模擬分析的展示:
首先是背景界面的設定：物理場選用波動光學，研究依次添加頻域和模式分析。
圖1 全局變量配置
第二步：進行平面幾何的構建以及配材料折射率。具體如下所示：
圖2 幾何及材料配置界面
圖3 仿真參數定義
提示：建模完畢后，進行網格劃分盡可能按照物理場區劃分，設置網格最小尺寸為波長的三分之一合適。亦或是按照研究系統自動默認劃分網格。
圖4 網格劃分
幾何模型最外側建議添加完美匹配曾或是散射邊界條件予以限制條件。在模式分析步驟，按照有效折射率靠近纖芯值去計算。頻率c=3e8/λ去計算。
展開 Moldex3D模流分析之粉末射出模擬改善氧化鋯人工牙根翹曲
圖二 原始設計中第一射(左)及第二射(右)之總翹曲位移分析結
圖三 優化設計中第一射(左)及第二射(右)之總翹曲位移分析結果
圖四 原始設計中第一射(左)及第二射(右)之粉末濃度分析結果
圖五 優化設計中第一射(左)及第二射(右)之粉末濃度分析結果
結果
高應大團隊借助Moldex3D的模擬分析，成功在實際制造前改善尺寸位移差異、翹曲問題和粉末濃度(表一)。透過田口方法找出更佳制程參數后，第一射產品質量提升了12.12%，第二射質量提升59.3%。此外Moldex3D也讓用戶能夠在產品設計時間就能事先解決粉末濃度不均問題、改善產品質量，并節省試模成本、縮短產品上市時間。
展開 植被對波浪作用下床面切應力影響的數值模擬分析
植被對波浪作用下床面切應力影響的數值模擬分析
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摘要
本文基于OpenFOAM建立三維波浪數值水槽，模擬計算植被水域波浪作用下的床面切應力，分析了入射波高、植被密度、植被淹沒高度、水流對植被水域波浪作用下床面切應力的影響。結果表明：純波時，由于植被的阻水作用，植被水域床面切應力沿程衰減，其衰減程度與入射波高、植被密度及植被淹沒高度呈現正相關；與純波時相比，在波浪和同向流共同作用下正向床面切應力幅值增大，負向床面切應力幅值減小；弱水流對植被水域床面切應力的大小及分布無明顯影響；強水流時，床面切應力在植被水域先增大后逐漸減小并在植被水域后顯著降低。
展開 新一代先進鑄造模擬分析軟件AnyCasting介紹
鑄造成型模擬包括計算熔體充型過程的流動分析和熔體凝固過程的傳熱/凝固分析。只有在兩個分析都準確的前提下才能正確預測可能造成缺陷的區域。
AnyPOST
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作為AnyCasting的后處理器，anyPOST通過讀取anySOLVER中生成的網格數據和結果文件在屏幕上輸出圖形結果。
使用anyPOST，你可以用二維和三維觀察充型時間，凝固時間，等高線（溫度，壓力，速率）和速度向量，也可以用傳感器的計算結果來創建曲線圖。這個程序具備動畫功能使用戶把計算結果編輯成播放文件，通過卓越的結果合并功能來觀察各種二維或三維的凝固缺陷。另外，相關資料可以保存成新的文件用于將來的復試。
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