接頭剛度分析的案例
駕駛室接頭剛度分析規(guī)范 ￥5
駕駛室接頭剛度分析規(guī)范
管道接頭的等向硬化仿真分析
1.背景及意義
盤為代表的管道連接結構常常是整個系統(tǒng)中最容易發(fā)生失效的位置，因此，對管道接頭的接觸分析就顯得尤為必要，由于仿真能夠觀測處更準確的應力應變情況且時間及經濟成本低，故本案例以法蘭盤為例，對法蘭盤管道接頭進行仿真分析。
2.問題描述
圖1給出了法蘭盤的基本幾何尺寸及法蘭盤接頭的物理模型，其中圖1（A）為幾何尺寸，圖1（B）為物理模型。應當注意的是，考慮到連接處的局部效應，草圖中保留了長0.1mm的管道（圖中紅色標志區(qū)域），也正因為如此，此法蘭盤接頭并非對稱結果，但在仿真中，為節(jié)約分析時間對模型進行簡化分析，采用軸對稱單元進行分析，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
模型采用外部導入方式打開，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（包括材料參數定義，截面塑性定義、單元定義）、查看裝配、檢查分析步設置、定義接觸（采用自動面面接觸）、定義約束（模型兩端施加250KN）、最后定義初始邊界條件（主要是溫度場實現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）、之后對模型進行等向硬化分析，需要導入材料的實際塑性數據，應當注意：由于拉伸計的限制，一般拉伸樣條測試得到的工程應力-工程應變曲線，需要轉化為真實應力-應變曲線關系才能用于有限元分析材料的定義。真實的應力應變數據見附件，這里不再單獨說明。最后對導入的硬化數據表進行擬合，刪除塑性數據中的最后一行重復數據即可提交求解。最后通過可視化后處理模塊Visualization進行等效塑性應變及應力云圖的分析查看·。得到的云圖結果如圖3所示?？梢园l(fā)現，法蘭盤接頭的四周應變值較大，而中間靠近圓心的倒角處反而處于較低的應力應變范圍。
展開 關于拉桿接頭鍛件裂紋的分析與整改
再就是淬火后放置在空氣中時間太長，回火不夠及時，導致回火前或者在回火過程中開裂，當然這些都要從失效件中進行金相檢查、分析判斷。
該拉桿接頭因為是正火狀態(tài)，對整個生產工藝流程進行了檢查，沒有發(fā)現任何異常，所以沒有經過淬火過程，故可以排除熱處理導致的裂紋，后續(xù)重點從鍛造方面以人機料法環(huán)的方法進行分析，具體如表1所示。
表1 產品缺陷問題分析
通過分析可以看出，原材料缺陷是產生裂紋的主因，因此我們對裂紋處進行了檢測，發(fā)現存在脫碳現象，同時裂紋無明顯的方向性，在接頭的桿部及頭部都有，據此就要查原材料，我們對庫存材料進行了外觀檢查，發(fā)現部分材料表面存在類似劃傷的現象，有很多條劃痕，故對此材料按照GB/T 15711-2018 鋼材塔形發(fā)紋酸浸檢測方法進行了塔形發(fā)紋試驗，試驗結果一塊合格無發(fā)紋，另一件在階梯一有多條發(fā)紋，最長29mm，階梯三有多條細小發(fā)紋，故不合格，見圖4。
圖4 材料缺陷
因我們的工件是鍛件，故按照標準從該材料上取樣進行頂鍛試驗，從看到表面有多條劃痕的材料上取樣進行頂鍛，發(fā)現頂鍛后試樣上有裂縫(見頂鍛后照片)，從表面沒有劃痕的材料上取樣再次進行頂鍛試驗，試樣沒有任何缺陷，故判斷該批材料不合格并進行封存，出現此次質量問題的原因在原材料上。
整改和預防措施
⑴按照鋼材的國家標準嚴格控制鋼材的低倍組織要求，不得有目視所見的縮孔、夾雜、裂紋、白點和氣泡等缺陷，一般疏松、中心疏松、錠型疏松均符合各等級要求，確保鋼廠提供材料的一致性，減小發(fā)紋產生的數量及尺寸，有質量要求很高的工件建議與鋼廠簽訂獨立的協(xié)議材料，由鋼廠確保原材料的質量，這是最關鍵的也是最重要的。
展開 hyperworks橫向穩(wěn)定桿六面體網格劃分、線剛度、扭轉剛度和側傾角剛度及強度和疲勞仿真分析
</p><p>具體仿真分析過程：https://weike.fm/WnIf72b939</p>
套管偏梯形螺紋接頭有限元分析
套管偏梯形螺紋接頭有限元分析.pdf
Abaqus復合材料螺栓接頭的失效分析
圖5 : 螺栓連接板組件的初始網格配置
相互作用、載荷和邊界、分析設置
接觸摩擦系數 (μ=0.1) 用于定義復合板和螺栓、板對板。邊界和載荷如下圖，左側端被完全約束。第1分析步，施加100N的螺栓預緊力；第2分析步，右端約束的參考點，向右施加位移。
圖6 :載荷和邊界條件定義
分析結果
應力結果
對下板的層間剪切應力結果. 如前所述，如果使用堆疊連續(xù)殼方法，則可以通過字段輸出直接的可視化結果。如果采用另一種建模策略，可以通過XY數據繪制數據。圖7左側圖為第一個-45°層(ply 6)的CTSHR13, CTSHR23場，ply 6纖維方向如圖7右側圖所示。
圖7 : 下板的第一個-45°層的層間剪切應力
圖8顯示了復合材料板上von Mises應力的包絡圖(當單元使用平面應力公式)，包絡圖允許用戶直接于興趣區(qū)域可視化最大結果值，而不是掃描每一層結果(當然也可用)。
圖8 : von Mises stress包絡圖
位移/變形結果
圖9 : 位移云圖、變形和未變形對比
損傷相關結果
為了評估模型的損傷特征(Hashin萌生準則+斷裂能量損傷演化)，需要定義一定的場輸出。對于Hashin，每個不同層的失效都得到一個單獨輸出。有關輸出如下:
-HSNFTCRT
-HSNFCCRT
-HSNMTCRT
-HSNMCCRT
其中，FT、FC、MT、MC分別對應于纖維拉伸、纖維壓縮、基材拉伸和基材壓縮。
展開 固體火箭發(fā)動機柔性接頭拉伸載荷下強度分析
摘要: 柔性接頭是固體火箭發(fā)動機擺動噴管的執(zhí)行部件, 由若干同心的環(huán)狀球體的彈性件、增強件以及前后
法蘭相互交替地粘接在一起而成, 采用軸對稱有限元法對柔性接頭在拉伸載荷下進行了強度分析, 得到了在
015M Pa 彈射壓強的拉伸載荷作用下柔性接頭應力分布, 由此計算彈性件與增強件之間界面最大拉應力及層
間剪應力分別為2134M Pa 和0128M Pa, 界面粘接強度滿足使用要求。
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COSMOSWorks使裝配體的分析變得簡單——接頭處理
接頭是一種用來定義某個面與另一個面或與地之間連接方式的裝置。在很多實際設計中經常會遇到接頭，并且使用它可以簡化建模的過程。在許多情況下，專業(yè)的分析人員可以直接模擬所需的行為，而不必生成詳細的幾何體或定義接觸條件。但是，盡管他們有專業(yè)的知識和經驗，進行裝配體的分析仍然非常困難，并且需要消耗大量時間。例如模擬銷釘連接，專業(yè)的分析人員通常必須對穿過鉸鏈圓筒的銷釘進行建模，并定義銷釘和圓柱表面之間的縫隙接觸，然后才能開始真正的分析。他們需要有足夠智能的軟件為他們完成其中最困難的部分，這正是ＣＯＳＨＯＳＷｏｒｋｓ和ＣＯＳＨＯＳＤｅｓｌｇｎＳＴＡＲ所具備的，這兩個程序中包含虛擬的接頭，使得包括銷釘、彈簧、螺栓和螺釘裝配體的分析都變得非常輕松和快速。并且ＣＯＳＨＯＳＷｏｒｋｓ在精確度上沒有任何折扣，它提供簡潔的用戶界面，采用直接簡單的輸入，將許多以前由分析人員執(zhí)行的任務放到軟件中執(zhí)行，從而得到全面、精確的結果。
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展開 Matlab懸置剛度解耦分析批處理以及剛度值優(yōu)化算法 Adams一邊玩去 ￥10
Matlab運行程序 自動分析懸置解耦，可自行設定剛度值范圍進行優(yōu)化求解等，以及靈敏度分析
如下
有限元分析有助于節(jié)省研發(fā)排氣伸縮接頭的時間
設置彈性接頭的阻尼特征和剛度，以使車輛的噪音、振動和聲振粗糙度（NVH）特性最優(yōu)化。過去，美國BOA使用工程公式研發(fā)設計草案，然后在6自由度（DOF）內構建物理模型并測試模型的特性和耐久性，然后再調整設計，這需要花費大約五周時間。公司已經使用了新方法，他們在新方法中使用MSC SimXpert軟件。公司使用MSC SimXpert軟件來構建原始理念設計，使用MSC Nastran來模擬波紋管設計的能力，以減弱發(fā)動機運動對其他排氣系統(tǒng)產生的振動。然后對波紋管執(zhí)行更詳細的非線性分析，來量化它的載荷和耐久性并確定其共振頻率。新方法減少了50%的設計和研發(fā)時間，使所需時間降至2-3周，同時大大降低了原型設計和實物驗證6DOF模型的成本。
草擬設計挑戰(zhàn)
BOA倡導多層波紋管設計，這種設計可吸收發(fā)動機及壓縮器管道系統(tǒng)的熱膨脹和振動。
多層波紋管是多層薄不銹鋼鋪層構成的薄壁真空管。這種管狀體經過加氫重整工藝后形成波紋，具有精密公差。薄鋼材質的使用以及每一單位長度具有的大量波紋降低了作用在管壁上的偏向力，增加了波紋管的彈性。
根據工作壓力，作用在制動器和發(fā)動機上的端面力可能會很大。多層波紋管良好的波紋外形和低彈簧力能夠降低端面力從而提高了發(fā)動機和渦輪增壓器效率。薄鋼多層波紋外形設計是為了減小壓力，使偏向力降低到最小。較小的壓力會延長疲勞壽命。
美國BOA創(chuàng)造了滿足特殊汽車應用軟件要求的自定機械波紋管設計。在眾多應用設計中，汽車OEM提供了完整排氣系統(tǒng)的設計，美國BOA使波紋管的性能最優(yōu)化，并減弱了發(fā)動機運動對排氣系統(tǒng)造成的振動。
OEM還提供了臨界發(fā)動機頻率。目的在于優(yōu)化波紋管，提供足夠的剛性來延長使用壽命，同時具備足夠的柔性將發(fā)動機和排氣系統(tǒng)之間的耦合降到最短，以便獲得優(yōu)良的NVH性能。
展開 技術 | 不銹鋼地鐵車頂典型焊接接頭有限元分析
摘要:
針對不銹鋼地鐵車頂結構中的四種類型MAG焊典型焊接接頭進行試驗和有限元模擬分析?；跓嵋涣ν耆詈侠碚摵蜔釓椝苄杂邢拊椒?，利用大型有限元分析軟件ABAQUS求解焊接過程中和焊后的溫度及應力，模擬研究不銹鋼地鐵車頂典型焊接接頭的溫度場、應力場的演化行為以及殘余應力的分布規(guī)律，并進行相應的焊接試驗。
結果表明:熔池計算結果與試驗結果吻合良好;平板對接形式的應力分布是不銹鋼車頂各類典型接頭應力分布的本質形式;對于T型接頭和卷邊接頭形式，豎板的應力分布不同。該有限元分析為不銹鋼地鐵車頂焊接制造提供了參考。
0 前言
隨著經濟的發(fā)展，地鐵交通系統(tǒng)以其交通便捷性、準時性、載客量等優(yōu)點在各大城市得到大力發(fā)展，對地鐵車輛的需求越來越多。不銹鋼以其良好的耐腐蝕性、輕量化、維護成本低、耐高溫、環(huán)保等優(yōu)點，廣泛應用于地鐵車輛的生產制造中不銹鋼車體結構與傳統(tǒng)碳鋼車體、鋁合金車體的差異較大，其成形焊接工藝也不同。
其中車頂作為車體重要的大型組成構件，與側墻和底架相比，其結構復雜程度高，焊接接頭形狀復雜多樣，導致焊接溫度變化和應力分布情況復雜。不銹鋼熱導率低、線膨脹系數大，在焊接時容易產生較大的殘余應力，而大量的殘余應力對車頂強度和使用壽命等都有較大的影響。因此需要分析不銹鋼車頂的各種焊接接頭的應力，掌握接頭殘余應力分布。
本研究分析不銹鋼地鐵車頂結構的四種典型的焊接接頭形式，利用大型有限元分析軟件ABAQUS對四種典型接頭焊接過程中和焊后的溫度及應力進行求解，模擬研究不銹鋼地鐵車頂典型焊接接頭的溫度場、應力場的演化行為以及殘余應力的分布規(guī)律，并進行相應的焊接試驗。
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Opstruct基于模態(tài)分析的掃頻分析、隨機振動分析、動剛度分析（模態(tài)法、直接法） ￥100
利用Hypermesh中Opstruct模塊求解模態(tài)分析，并在模態(tài)分析的基礎之上，依次建立掃頻分析和隨機振動分析。動剛度分析（模態(tài)法、直接法）。
汽車儀表板橫梁設計要點及剛度分析
圖1 0 保險絲盒不帶安裝支架
3 儀表板橫梁剛度分析
儀表板橫梁為儀表板、空調、中控屏、安全氣囊、轉向管柱和各類電器件等提供支撐，其設計至關重要，否則在產品試制過程中會頻繁出現橫梁設計不合理導致的異響問題，需要拆卸整個儀表板總成進行分析，工作量巨大，因此在設計凍結前，儀表板橫梁的剛度及強度需滿足設計要求。將儀表板橫梁模型導入有限元軟件HyperMesh中，利用其強大的網格劃分功能進行3D網格劃分，本文設置網格類型為四邊形殼單元，單元尺寸為4 mm，約束橫梁與車身的所有連接點全部為6個自由度。本文儀表板橫梁的主管梁材料為20號鋼，剩下的沖壓件支架的材料為DC01，所用材料相關參數如表1所示，計算橫梁在20N的外力作用下的變形量，要求其變形量不大于0.5mm。橫梁變形云圖如圖11所示，由圖11可知，此橫梁的最大變形量為0.431 4 mm，滿足規(guī)范要求。
4 結論
1）儀表板橫梁是支撐儀表板及其上面電器件的重要零部件，本文介紹了橫梁的結構設計要點，并分析了主管梁及焊接在其上的各種支架在設計開發(fā)過程中的相關參數，可為后續(xù)車型橫梁的設計提供一定的參考。
圖1 1 橫梁變形云圖
表1 儀表板橫梁材料參數
2）儀表板橫梁的剛度對其性能有重要影響，本文利用有限元分析軟件，分析橫梁在20 N的外力作用下的變形量，分析結果表明此橫梁的最大變形量為0.431 4 mm，小于規(guī)范規(guī)定的0.5 mm，滿足設計要求，說明此橫梁設計合理。
參考文獻
[1] 楊明，李慧，張建生.某汽車橫梁變強度熱成形工藝設計及有限元仿真[J].汽車實用技術，2020(11):166-168.
[2] 袁余星，鄭松林，李應軍，等.某商用車儀表板橫梁模態(tài)和靜剛度分析[J].機械設計與制造，2016(5):75-78.
展開 基于懸置支架動剛度分析的整車NVH性能分析及改進
因此動力總成懸置支架的動態(tài)特性分析顯得非常重要。
動剛度是動載荷下抵抗變形的能力，動剛度不足將對車身結構件疲勞壽命和整車乘坐舒適性產生非常不利的影響。整車在行駛過程中，會受到各種各樣的動載荷的作用，當動載荷與車身結構的動力學特性接近時，即動載荷的某分量與車身結構的某階模態(tài)的固有頻率接近時，將可能引發(fā)結構共振產生較高的動應力，導致車身結構的疲勞破壞；動剛度對乘坐舒適性的影響主要表現在NVH性能上，一般而言，車身對激振源的響應越?。ㄈ珥憫a生的振動位移越?。?，NVH性能越舒適，有經驗的試車員甚至能夠通過通過NVH主觀評價判定車身、懸置支架等結構動剛度的不足。
通過動剛度分析，可以較早的預測結構動態(tài)設計的不足，如果發(fā)現問題在整車開發(fā)的前期，可以很容易的修改結構，如若在后期發(fā)現問題，則各種車身結構的修改空間很小，僅靠調整懸置元件的剛度等參數來改善汽車動態(tài)特性，則增加了解決問題的難度。所以在動力總成懸置系統(tǒng)開發(fā)過程中，進行懸置支架的動剛度分析是非常有必要的。
2 動剛度基本理論
頻率響應分析可以實現對結構的動態(tài)特性分析,預測結構的持續(xù)動力特性,驗證設計能否克服共振、疲勞及其受迫振動引起的結構破壞，是計算線形結構在穩(wěn)態(tài)振動激勵下的響應的方法。對于線彈結構,一般采用粘性阻尼或結構阻尼振動系統(tǒng)，阻尼的作用主要是轉移系統(tǒng)的能量，結構阻尼主要是由于不完全彈性的結構材料的內摩擦和在結構的固定連接處，接觸面之間的摩擦力引起的。根據汽車的結構形式,對汽車車身采用結構阻尼系統(tǒng)。在車身仿真分析中,車身的局部剛度常采用速度導納進行評價。對于速度頻率響應分析,常把載荷輸入點與響應點取同一點,稱為Driving Point Mobility,簡稱為Point Mobility。
展開 IPI分析(源點動剛度分析)與python解析punch文件
“ 本文將就IPI分析做簡要的介紹, 并采用python解析punch文件, 自動求解平均動剛度?！?01
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概述
IPI分析：源點導納（InputPoint Inertance）分析。
在一定頻率范圍內通過在加載點施加單位力作為輸入激勵，同時將該點作為響應點，測得該點在該頻率范圍內的加速度作為輸出響應，單位為(mm/s2)/N。用于考察該點的局部動剛度。
使用IPI分析考察的主要是接附點, 所謂接附點即柔性連接的位置, 如橡膠襯套, 液壓懸置等. 這些柔性連接部件的剛度要遠小于兩側的被連接結構, 可阻斷兩側結構振動的傳遞.
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