接頭剛度分析
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2025-12-01
接頭剛度分析的視頻教程
Hyperworks橫向穩(wěn)定桿六面體網(wǎng)格劃分、線剛度&扭轉(zhuǎn)剛度&側(cè)傾角剛度和疲勞應(yīng)力及疲勞壽命的仿真分析實(shí)例視頻教程
模型文件及課件.zip 本課程詳細(xì)介紹了如何利用hyperworks軟件對(duì)橫向穩(wěn)定桿進(jìn)行六面體網(wǎng)格劃分、穩(wěn)定桿線剛度&扭轉(zhuǎn)剛度&側(cè)傾角剛度和疲勞應(yīng)力及疲勞壽命（Twist工況下的臺(tái)架疲勞壽命，包括了SN曲線的簡(jiǎn)單介紹以及疲勞仿真分析精度的影響因素）進(jìn)行仿真分析。（從頭操作到尾的實(shí)例教程，感興趣的可以跟著作者一塊做~）
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Hyperworks底盤(pán)副車(chē)架從網(wǎng)格劃分到靜剛度、靜強(qiáng)度、模態(tài)頻率及振型及安裝點(diǎn)動(dòng)剛度仿真分析實(shí)例視頻教程
本課程主要包含一下幾點(diǎn)內(nèi)容： 1、底盤(pán)副車(chē)架本體的網(wǎng)格劃分，包括焊縫建模； 2、副車(chē)架支架安裝點(diǎn)靜剛度仿真分析，包括局部坐標(biāo)系建模、約束、加載及后處理讀取； 3、副車(chē)架本體靜強(qiáng)度仿真分析，即在loadcase載荷工況下，利用慣性釋放法來(lái)仿真計(jì)算副車(chē)架本體的強(qiáng)度應(yīng)力； 4、副車(chē)架本體模態(tài)頻率及振型的仿真分析； 5、副車(chē)架各安裝點(diǎn)動(dòng)剛度的仿真分析，方法為IPI原點(diǎn)法，分析類(lèi)型為頻響分析，包含各卡片的設(shè)置以及
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接頭剛度分析的實(shí)例教程
駕駛室接頭剛度分析規(guī)范
1.背景及意義
盤(pán)為代表的管道連接結(jié)構(gòu)常常是整個(gè)系統(tǒng)中最容易發(fā)生失效的位置，因此，對(duì)管道接頭的接觸分析就顯得尤為必要，由于仿真能夠觀測(cè)處更準(zhǔn)確的應(yīng)力應(yīng)變情況且時(shí)間及經(jīng)濟(jì)成本低，故本案例以法蘭盤(pán)為例，對(duì)法蘭盤(pán)管道接頭進(jìn)行仿真分析。
2.問(wèn)題描述
圖1給出了法蘭盤(pán)的基本幾何尺寸及法蘭盤(pán)接頭的物理模型，其中圖1（A）為幾何尺寸，圖1（B）為物理模型。應(yīng)當(dāng)注意的是，考慮到連接處的局部效應(yīng)，草圖中保留了長(zhǎng)0.1mm的管道（圖中紅色標(biāo)志區(qū)域），也正因?yàn)槿绱耍朔ㄌm盤(pán)接頭并非對(duì)稱(chēng)結(jié)果，但在仿真中，為節(jié)約分析時(shí)間對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化分析，采用軸對(duì)稱(chēng)單元進(jìn)行分析，仿真分析全程采用統(tǒng)一的mm建模單位。
圖1幾何模型（A）幾何尺寸（B）物理模型
3.有限元分析
模型采用外部導(dǎo)入方式打開(kāi)，正式在Abaqus中分析的步驟如下圖2所示。主要包括：查看法蘭盤(pán)接頭部件，檢查部件模型信息是否丟失、查看部件屬性（包括材料參數(shù)定義，截面塑性定義、單元定義）、查看裝配、檢查分析步設(shè)置、定義接觸（采用自動(dòng)面面接觸）、定義約束（模型兩端施加250KN）、最后定義初始邊界條件（主要是溫度場(chǎng)實(shí)現(xiàn)4次25攝氏度→350攝氏度的升溫和350攝氏度→25攝氏度的降溫）、之后對(duì)模型進(jìn)行等向硬化分析，需要導(dǎo)入材料的實(shí)際塑性數(shù)據(jù)，應(yīng)當(dāng)注意：由于拉伸計(jì)的限制，一般拉伸樣條測(cè)試得到的工程應(yīng)力-工程應(yīng)變曲線，需要轉(zhuǎn)化為真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線關(guān)系才能用于有限元分析材料的定義。真實(shí)的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)見(jiàn)附件，這里不再單獨(dú)說(shuō)明。最后對(duì)導(dǎo)入的硬化數(shù)據(jù)表進(jìn)行擬合，刪除塑性數(shù)據(jù)中的最后一行重復(fù)數(shù)據(jù)即可提交求解。最后通過(guò)可視化后處理模塊Visualization進(jìn)行等效塑性應(yīng)變及應(yīng)力云圖的分析查看·。得到的云圖結(jié)果如圖3所示。可以發(fā)現(xiàn)，法蘭盤(pán)接頭的四周應(yīng)變值較大，而中間靠近圓心的倒角處反而處于較低的應(yīng)力應(yīng)變范圍。
展開(kāi) 再就是淬火后放置在空氣中時(shí)間太長(zhǎng)，回火不夠及時(shí)，導(dǎo)致回火前或者在回火過(guò)程中開(kāi)裂，當(dāng)然這些都要從失效件中進(jìn)行金相檢查、分析判斷。
該拉桿接頭因?yàn)槭钦馉顟B(tài)，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行了檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何異常，所以沒(méi)有經(jīng)過(guò)淬火過(guò)程，故可以排除熱處理導(dǎo)致的裂紋，后續(xù)重點(diǎn)從鍛造方面以人機(jī)料法環(huán)的方法進(jìn)行分析，具體如表1所示。
表1 產(chǎn)品缺陷問(wèn)題分析
通過(guò)分析可以看出，原材料缺陷是產(chǎn)生裂紋的主因，因此我們對(duì)裂紋處進(jìn)行了檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)存在脫碳現(xiàn)象，同時(shí)裂紋無(wú)明顯的方向性，在接頭的桿部及頭部都有，據(jù)此就要查原材料，我們對(duì)庫(kù)存材料進(jìn)行了外觀檢查，發(fā)現(xiàn)部分材料表面存在類(lèi)似劃傷的現(xiàn)象，有很多條劃痕，故對(duì)此材料按照GB/T 15711-2018 鋼材塔形發(fā)紋酸浸檢測(cè)方法進(jìn)行了塔形發(fā)紋試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果一塊合格無(wú)發(fā)紋，另一件在階梯一有多條發(fā)紋，最長(zhǎng)29mm，階梯三有多條細(xì)小發(fā)紋，故不合格，見(jiàn)圖4。
圖4 材料缺陷
因我們的工件是鍛件，故按照標(biāo)準(zhǔn)從該材料上取樣進(jìn)行頂鍛試驗(yàn)，從看到表面有多條劃痕的材料上取樣進(jìn)行頂鍛，發(fā)現(xiàn)頂鍛后試樣上有裂縫(見(jiàn)頂鍛后照片)，從表面沒(méi)有劃痕的材料上取樣再次進(jìn)行頂鍛試驗(yàn)，試樣沒(méi)有任何缺陷，故判斷該批材料不合格并進(jìn)行封存，出現(xiàn)此次質(zhì)量問(wèn)題的原因在原材料上。
整改和預(yù)防措施
⑴按照鋼材的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制鋼材的低倍組織要求，不得有目視所見(jiàn)的縮孔、夾雜、裂紋、白點(diǎn)和氣泡等缺陷，一般疏松、中心疏松、錠型疏松均符合各等級(jí)要求，確保鋼廠提供材料的一致性，減小發(fā)紋產(chǎn)生的數(shù)量及尺寸，有質(zhì)量要求很高的工件建議與鋼廠簽訂獨(dú)立的協(xié)議材料，由鋼廠確保原材料的質(zhì)量，這是最關(guān)鍵的也是最重要的。
展開(kāi) </p><p>具體仿真分析過(guò)程：https://weike.fm/WnIf72b939</p>
圖5 : 螺栓連接板組件的初始網(wǎng)格配置
相互作用、載荷和邊界、分析設(shè)置
接觸摩擦系數(shù) (μ=0.1) 用于定義復(fù)合板和螺栓、板對(duì)板。邊界和載荷如下圖，左側(cè)端被完全約束。第1分析步，施加100N的螺栓預(yù)緊力；第2分析步，右端約束的參考點(diǎn)，向右施加位移。
圖6 :載荷和邊界條件定義
分析結(jié)果
應(yīng)力結(jié)果
對(duì)下板的層間剪切應(yīng)力結(jié)果. 如前所述，如果使用堆疊連續(xù)殼方法，則可以通過(guò)字段輸出直接的可視化結(jié)果。如果采用另一種建模策略，可以通過(guò)XY數(shù)據(jù)繪制數(shù)據(jù)。圖7左側(cè)圖為第一個(gè)-45°層(ply 6)的CTSHR13, CTSHR23場(chǎng)，ply 6纖維方向如圖7右側(cè)圖所示。
圖7 : 下板的第一個(gè)-45°層的層間剪切應(yīng)力
圖8顯示了復(fù)合材料板上von Mises應(yīng)力的包絡(luò)圖(當(dāng)單元使用平面應(yīng)力公式)，包絡(luò)圖允許用戶(hù)直接于興趣區(qū)域可視化最大結(jié)果值，而不是掃描每一層結(jié)果(當(dāng)然也可用)。
圖8 : von Mises stress包絡(luò)圖
位移/變形結(jié)果
圖9 : 位移云圖、變形和未變形對(duì)比
損傷相關(guān)結(jié)果
為了評(píng)估模型的損傷特征(Hashin萌生準(zhǔn)則+斷裂能量損傷演化)，需要定義一定的場(chǎng)輸出。對(duì)于Hashin，每個(gè)不同層的失效都得到一個(gè)單獨(dú)輸出。有關(guān)輸出如下:
-HSNFTCRT
-HSNFCCRT
-HSNMTCRT
-HSNMCCRT
其中，F(xiàn)T、FC、MT、MC分別對(duì)應(yīng)于纖維拉伸、纖維壓縮、基材拉伸和基材壓縮。
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接頭剛度分析的最新內(nèi)容
白車(chē)身彎扭剛度仿真分析13天前
這邊有一個(gè)白車(chē)身模型，網(wǎng)格劃分已經(jīng)完成了，扭轉(zhuǎn)剛度分析也完成了，需要進(jìn)行一個(gè)彎曲剛度仿真分析，還有個(gè)一個(gè)優(yōu)化解決方案，需要一同實(shí)驗(yàn)，有償幫助
針對(duì)傳統(tǒng)商業(yè)有限元在處理變剛度復(fù)合材料（VSCL）與變厚度幾何時(shí)存在的網(wǎng)格畸變、計(jì)算耗時(shí)長(zhǎng)、非線性極易發(fā)散等痛點(diǎn)，本人開(kāi)發(fā)了一套基于 MATLAB 的高階半解析氣動(dòng)彈性求解器。
本求解器直接基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)方程進(jìn)行離散，可實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料板殼/懸臂翼面的極速參數(shù)掃描與深區(qū)非線性分岔追蹤。現(xiàn)分享部分計(jì)算結(jié)果，并承接相關(guān)復(fù)雜工況的定制計(jì)算與數(shù)據(jù)圖表輸出。
一、 核心理論框架
結(jié)構(gòu)本構(gòu)
汽車(chē)連續(xù)模具的剛度直接決定了沖壓件質(zhì)量（尺寸精度、表面缺陷）與模具壽命。傳統(tǒng)有限元分析（FEA）在面對(duì)大型復(fù)雜模具裝配體時(shí)，存在網(wǎng)格劃分困難、計(jì)算資源消耗大、周期長(zhǎng)等瓶頸。本文以某車(chē)型前門(mén)內(nèi)板五工位連續(xù)模為對(duì)象，采用 Altair SimSolid 無(wú)網(wǎng)格仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了整模裝配體級(jí)剛度分析。
模具類(lèi)型：前門(mén)內(nèi)板五工位連續(xù)模（總重42噸）
尺寸：總長(zhǎng)度約5000mm
零件數(shù)量
*本文投稿自機(jī)械零部件制造業(yè)用戶(hù)
汽車(chē)連續(xù)模具的剛度直接決定了沖壓件質(zhì)量（尺寸精度、表面缺陷）與模具壽命。傳統(tǒng)有限元分析（FEA）在面對(duì)大型復(fù)雜模具裝配體時(shí)，存在網(wǎng)格劃分困難、計(jì)算資源消耗大、周期長(zhǎng)等瓶頸。本文以某車(chē)型前門(mén)內(nèi)板五工位連續(xù)模為對(duì)象，采用 Altair SimSolid 無(wú)網(wǎng)格仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了整模裝配體級(jí)剛度分析。
模具類(lèi)型：前門(mén)內(nèi)板五工位連續(xù)模（總重
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