結構強度設計的案例
MSCNastran優化功能在結構強度設計中的應用
對某型飛機機翼主梁,以MSC Patran、 MSC Nastran 為基本工具,對其結構進行優化設計. 優化后的結構重量、梁緣條面積、梁腹板厚度滿足工程實際要求;通過有限元分析,翼尖擾度也滿足變形要求.
MSCNastran優化功能在結構強度設計中的應用.pdf
機翼結構設計方案及強度計算
模型三：
在模型一的基礎上考慮加5個橫向的肋板，結構如圖所示。肋板的鋪層和梁一樣，也是[-45/0/45/90]s的鋪層方式。
從表3中可以得出，模型的強度在材料的許用強度范圍內，該設計符合強度要求。根據設計要求，機翼的最大變形量小于機翼展長的1%，即40mm。而該模型的最大變形為30.06mm<40mm，該設計符合變形要求。單只機翼的總質量為7.67842Kg。
加工工藝的選擇：
根據之前的設計，機翼外皮采用蒙皮夾心結構，而梁和肋板是復合材料鋪層而成。目前考慮將梁和肋板一次成型，這樣有利于機翼的穩定性。機翼外皮用RTM方法單獨成型，分前后在前梁處將機翼外皮分成兩個部分加工成型，如圖16所示。最后采用膠接將梁、肋板和機翼外皮連接在一起。
考慮到該成型方法的不足，蒙皮和梁、肋板之間容易產生脫膠和分層，在肋條和梁的端頭加防止剝離的緊固件。
機翼結構設計方案及強度計算.docx
展開 專用汽車結構拓撲優化設計及強度分析
專用汽車結構拓撲優化設計及強度分析
專用汽車結構拓撲優化設計及強度的分析.part1.rar
專用汽車結構拓撲優化設計及強度的分析.part2.rar
汽車結構強度設計：如何在“吸能”和安全之間取得平衡
確定了這些，再來設計零件的結構，比如板子設計多厚，軸承設計多粗。
在設計過程中，必不可少的一步就是計算。這個計算，可以手動用公式，但面對復雜的零件，往往力不從心。現在常用的，是用計算機仿真計算。
下面我們來算一個簡單點的零件，感受一下汽車零件強度設計的過程。
這個零件就是汽車備胎的“家”，后備箱下面放備胎的一塊金屬板，一般叫“后地板”。它很薄，通過周圍的固定點固定在后備箱，備胎就放在金屬板中間的凹槽里。
我們用工程常用的Q235鋼作為它的材料進行仿真，Q235鋼的屈服應力是235兆帕。我們看看這塊板的厚度設計成多少，在備胎的壓力下，它才不會屈服。
仿真所用的計算機配置是： 處理器：i7-12700 2.10GHz，內存：32GB，操作系統：windows 11家庭中文版
仿真所用的軟件工具是智能結構仿真軟件AIFEM。
首先打開軟件，新建工程，導入模型并生成網格
材料庫里選擇鋼材，先設置一個0.3mm的厚度算算受力情況。
新建靜力學分析，設置邊界條件，將后地板周圍固定點位移設置為0，代表與車體固定在一起。
在板上加上自身重力以及備胎的壓力。
設置完成，點擊求解，開始計算。
結構力學計算比流體計算要快很多，大概算了不到1分鐘的時間，結果已經出來了，大家看這是備胎放在上面后，后地板形變的過程，顏色越紅的區域，代表形變量越大，最大形變量約10毫米。我給大家放大20倍，可以更明顯地看到形變效果。
我們看一下它承受的最大應力，是653兆帕，這個應力值已經遠超過了它的屈服應力235兆帕。所以0.3mm這個厚度，是太薄了。
那最直接的改進辦法，就是增加零件厚度。我們增加到0.7mm試試看。
展開 
干貨 | 飛機結構疲勞強度的影響因素及改進（附設計手冊下載）
在使用中，應盡力防止構件表面人為地造成傷痕
過去有不少人認為，碰傷、劃傷一點，只能觸及飛機結構的一點毛皮，不會影響飛機壽命。這種認識是片面的。
3. 提高表面材料強度，能使抗疲勞能力增加
常用的方法是滲碳、滲氮、氰化、高頻電表面淬火、滾壓、噴丸和擠壓強化等。這些方法使材料表面組織變化，強度增加，因而疲勞強度增加。
4. 對承受交變載荷的連接件，在裝配時施加短梁的預應力，也可以提高連接件的疲勞強度。
六、《下一代飛機設計》手冊
受到二氧化碳減排需求的推動，電氣化已經成為飛機制造行業的主要發展趨勢。未來飛機設計（例如電力推進型飛機和氫動力飛機）需要創新型技術和流程。
本手冊列舉了航空工程面臨的種種挑戰，并詳細闡述了如何采用基于模型的系統工程 (MBSE) 方法幫助飛機制造企業和供應商實現未來飛機的創新設計。
了解如何部署全面的數字化雙胞胎以實現性能工程，通過真實情況仿真推動行為驗證和確認，消除不同學科之間的相互孤立現象以高效應對設計難題。
內容節選
未來飛機如何創新？
如何重新思考下一代飛機工程？
掃碼下載本手冊，告訴你答案
點擊下載：http://jishulink555.mikecrm.com/oLoNqj7
展開 『分享』大型復合材料結構強度有限元分析
選取一典型復合材料梯形梁結構，采用有限元計算程序MSC.Nastran，結合與理論分析相比擬的工程簡化方法，對結構強度作簡便、快捷地評估，用于指導結構的初步設計。通過對計算結果分析，突現出大型復合材料結構在靜強度設計過程中的問題。
大型復合材料結構強度有限元分析.pdf
聲屏障結構設計之——微弧式聲屏障立柱強度校核仿真APP
</p><p class="ql-align-justify">聲屏障主要由支撐結構、吸聲板及連接構件組成。工程上多采用H型立柱作為支撐結構，以確保聲屏障具備良好的結構強度并便于安裝和維護。由于聲屏障迎風面積大，為保其安全可靠，需進行抗風計算。其中，支撐結構風載荷下的強度與穩定性尤為關鍵，已成為聲屏障設計的主要內容和基本要求。根據《聲屏障結構技術標準》(GB/T 51335-2018）和《公路聲屏障 第2部分：總體技術要求》(JT/T 646.2-2016) 的規定，聲屏障結構設計應考慮聲屏障材料本身結構的強度與剛度、支撐結構的強度與穩定性，以及聲屏障連接系統的強度及耐久性。</p><p class="ql-align-justify">傳統的聲屏障結構設計主要依賴經驗公式和理論計算，存在估算較為粗略、主體設計保守而關鍵部位設計不足等缺陷。隨著科技的進步，有限元仿真技術的應用使得聲屏障結構計算更加快速、直觀、科學和準確，仿真技術在聲屏障結構形式、材料應用、風載模擬、抗風性能和安全性能分析等方面可以發揮巨大作用。</p><p class="ql-align-justify">關于聲屏障立柱強度校核仿真APP的開發及應用，可查看：<a href="https://www.yqgqt.org.cn/post/1958741" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://www.yqgqt.org.cn/post/1958741</a></p><p class="ql-align-justify">以下是<strong>微弧式聲屏障立柱強度校核仿真APP</strong>參數設置及部分仿真計算結果的展示。
展開 結構設計中的設計使用年限、設計基準期、重現期
以房屋建筑為例，結構的設計基準期為50年，即房屋建筑結構上的各種可變使用的標準值取其50年一遇的最大值分布的“某一分位值”，對設計使用年限為100年的結構，要保證結構在100年時具有設計要求的可靠度水平，理論上要求結構上的各種可變作用應采用100年一遇的最大值分布上的相同分位值作為可變作用的標準值。為此，《建筑結構可靠性設計統一標準，2018》提出設計使用年限對設計的影響通過荷載調整系數γL體現，并對相應數值給出規定。
在海洋平臺設計中，設計使用年限一般由業主指定，通常為20-35年，由于其作業環境惡劣，將γL取為1.0（對于設計壽命50年的結構，房屋建筑取γL為1.0）。另一方面，設計使用年限影響著防腐設計、疲勞設計；由于結構構件設計需要考慮腐蝕余量（冰區還要考慮冰的磨蝕余量），所以也影響著整個結構的強度設計。我國固定平臺結構設計考慮極端工況時，風、浪流等可變荷載的重現期通常取為50年或100年。
展開 3月26-28日 線上+西安 | Workbench結構強度、剛度計算、穩定性分析與優化設計
實例分析-1：壓力容器的線性/非線性屈曲計算
結構動力計算與
動強度評價
1、結構模態分析
2、結構諧響應計算
3、結構瞬態動力學計算
4、結構響應譜分析
5、結構隨機振動分析
工程實例-1：吹風機風扇模態分析
工程實例-2：發動機支架諧響應分析
工程實例-3：地震作用下橋梁動力時程響應計算
工程實例-4：電路板結構響應譜分析
工程實例-5：高層建筑隨機振動分析
結構優化設計
1、概述
2、優化三要素
3、優化算法解析
4、優化計算設置技巧
5、全局最優解的求解策略
工程實例-1：桁架結構優化計算的ANSYS Workbench與APDL聯合仿真（與sci論文結果作比較）
工程實例-2：考慮動力特性的階梯軸的輕量化設計
備注
1、開課前老師會針對學員反饋的技術問題進行分析，對共性問題在課堂中老師會與學員共同分析探討、個性問題將在課下單獨交流。
展開 【12月21-24日 成都】結構強度、剛度與輕量化優化設計專題培訓
結構強度、剛度與輕量化優化設計專題培訓
23個實例模型課程中人手一機操作指導
案例01：簡支梁結構的有限元計算
案例02：自定義材料和材料庫的建立、調用演示實例
案例03：復雜模型的修改和簡化
案例04：利用運動副連接的活塞機構計算
案例05：復雜裝配體的網格劃分技巧
案例06：懸臂結構的靜力分析及后處理技巧
案例07：桁架結構受力分析
案例08：套筒預緊力分析工程實例
案例09：應力集中分析
案例10：開孔方板受力分析
案例11：螺栓預緊連接結構強度計算
案例12：鉗型零件的子模型計算方法
案例13：齒輪動力學計算
案例14：鋼架結構線性屈曲分析工程實例
案例15：實體結構的輕量化設計
案例16：柱體薄壁鋼結構的非線性屈曲計算
案例17：機械支撐結構模態計算
案例18：橡膠支撐預應力模態計算
案例19：懸臂支架結構的三維優化分析
案例20：懸臂結構的制造約束優化設計
案例21：工程機械的兩種瞬態動力學計算 （完全法和模態疊加法）
案例22：連桿結構的輕量化優化設計
案例23：循環載荷作用下金屬材料的滯回曲線分析
課程差異化
1、專注CAE仿真計算，13年大量的工程案例積累
2、7000多學員反饋、提煉的精選內容與實例，形成的版權課程體系
3、有自己的超算中心，有豐富的項目案例庫
主講專家
首席專家，力學博士，17年的軟件工程應用經驗；長期從事有限元領域國家重大項目研究，獲得專利11項，開發軟件4項，具有資深的技術底蘊和專業背景；擅長靜力學，模態分析，隨機振動/譜分析，瞬態動力學時程分析，轉子動力學分析、線性/非線性后屈曲分析，斷裂力學分析，壓電分析，熱分析，顯式動力學分析，流體力學分析，多場耦合分析，ANSYS二次開發等仿真分析。
展開 海爾利用RADIOSS優化空調結構和包裝設計
分析整個仿真結果動畫可知，機器角部結構強度設計不夠，導致機器角部跌落過程中，出現了明顯的大變形，局部塑 性應變達到了40.2%；其次，包裝墊塊厚度太小，使用機器在跌落過程中過早地“硬”觸地；設計包裝墊塊時，對機器結構沒有進行合理的避讓，故使機器底盤中部向內凹陷進去。根據局部部件破損情況及上述原因分析，分別對機器結構、包裝結構進行改進設計。
將改進后的設計模型數據再次針對該惡劣角跌工況進行仿真驗證，改進設計方案里機器角部結構強度得到了加強，機器角部跌落過程中，局部塑性應變降為0%，機體結構沒有永久變形。
結論
利用RADIOSS對空調器的結構、包裝進行輔助設計具有以下優勢和特點：
1)可以快速、準確找到造成部件失效的原因
由于碰撞、跌落是在時間極短的瞬間完成，造成部件失效的原因往往發生在跌落的過程中，而工程師往往只能看到物 料樣機實驗結果；利用后處理軟件不僅可以重現跌落過程，而且可以提取每個時間點的各部件應力、應變、位移等物性參數，幫助工程師進行分析。
2)結構材料分布和包裝材料的使用更合理 找
到了真正造成部件失效的原因，就可以合理的使用材料進行設計，有效節約了設計成本。
3)空調結構和包裝設計更高效、更節省成本
通過虛擬樣機的分析，省去了大部分制作物理樣機、物理實驗的環節。使設計更高效，同時節約了制作樣機、實驗測 試的成本。
4)求解器的高效、準確、穩定
利用RADIOSS的多CPU技術、質量縮放技術進行跌落分析，計算效率更高；計算結果更準確，不受CPU核數的影 響。
【想獲得更多信息，請加技術鄰微信客服 jishulink888。
展開 
ABAQUS應用于設計院實際工程-鋼結構懸挑托架焊縫連接模擬-強度仿真
ABAQUS應用于設計院實際工程-鋼結構懸挑托架焊縫連接模擬-強度仿真
【7月18日-21日 北京】結構強度、剛度與輕量化優化設計專題培訓
一、23個實例模型課程中人手一機操作指導：
案例01：簡支梁結構的有限元計算
案例02：自定義材料和材料庫的建立、調用演示實例
案例03：復雜模型的修改和簡化
案例04：利用運動副連接的活塞機構計算
案例05：復雜裝配體的網格劃分技巧
案例06：懸臂結構的靜力分析及后處理技巧
案例07：桁架結構受力分析
案例08：套筒預緊力分析工程實例
案例09：應力集中分析
案例10：開孔方板受力分析
案例11：螺栓預緊連接結構強度計算
案例12：鉗型零件的子模型計算方法
案例13：齒輪動力學計算
案例14：鋼架結構線性屈曲分析工程實例
案例15：實體結構的輕量化設計
案例16：柱體薄壁鋼結構的非線性屈曲計算
案例17：機械支撐結構模態計算
案例18：橡膠支撐預應力模態計算
案例19：懸臂支架結構的三維優化分析
案例20：懸臂結構的制造約束優化設計
案例21：工程機械的兩種瞬態動力學計算 （完全法和模態疊加法）
案例22：連桿結構的輕量化優化設計
案例23：循環載荷作用下金屬材料的滯回曲線分析
二、課程差異化：
1、專注CAE仿真計算，13年大量的工程案例積累
2、7000多學員反饋、提煉的精選內容與實例，形成版權課程體系
3、有自己的超算中心，有豐富的項目案例庫
三、主講專家：
首席專家，力學博士，17年的軟件工程應用經驗；長期從事有限元領域國家重大項目研究，獲得專利11項，開發軟件4項，具有資深的技術底蘊和專業背景；擅長靜力學，模態分析，隨機振動/譜分析，瞬態動力學時程分析，轉子動力學分析、線性/非線性后屈曲分析，斷裂力學分析，壓電分析，熱分析，顯式動力學分析，流體力學分析，多場耦合分析，ANSYS二次開發等仿真分析。善于利用ANSYS進行二次開發解決特定領域科研/工程問題。
展開 【9月7-9日 鄭州 斯姆勒】ANSYS工程結構強度、剛度分析與優化設計基礎培訓
各企事業單位：
針對新入職員工和設計工程師的數值仿真能力的提升需求，特展開結構、傳熱、流體、電磁等系列課程的專題基礎培訓，強烈建議零基礎學員在參加其他高級課程前，學習相關專業的基礎課程。本次培訓為ANSYS workbench工程結構的強度/剛度及優化設計的基礎培訓，全面系統地講解有限元分析計算的原理，ANSYS軟件的功能和操作流程，工程結構的強度、剛度的分析技巧結構拓撲優化等分析方法和常見工程熱點和難點問題的處理措施，基于理論聯系實際的培訓思想，通過實例強化軟件的使用幫助設計人員解決具體的工程結構力學問題。特舉辦“ANSYS工程結構強度、剛度分析與優化設計基礎培訓”工程實例培訓，具體內容如下：
一、培訓目標：
（一）、理解有限元分析計算的原理；
（二）、掌握ANSYS workbench軟件的使用功能和操作流程；
（三）、掌握工程結構強度、剛度的分析方法和技巧；
（四）、掌握工程結構優化設計（拓撲優化、尺寸優化）分析方法；
（五）、培養獨立工程結構的力學分析能力。
二、增值服務：
1、贈送培訓同屏錄制高清視頻（價值2680元）
2、贈送資料包；
3、持本人學生證或教師證享有8.5折優惠；一個單位同時報名2人享有9折優惠； 一個單位同時報名3人以上（含）享有8.5折優惠。
展開 【9月7-9日 鄭州 斯姆勒】ANSYS工程結構強度、剛度分析與優化設計基礎培訓
各企事業單位：
針對新入職員工和設計工程師的數值仿真能力的提升需求，特展開結構、傳熱、流體、電磁等系列課程的專題基礎培訓，強烈建議零基礎學員在參加其他高級課程前，學習相關專業的基礎課程。本次培訓為ANSYS workbench工程結構的強度/剛度及優化設計的基礎培訓，全面系統地講解有限元分析計算的原理，ANSYS軟件的功能和操作流程，工程結構的強度、剛度的分析技巧結構拓撲優化等分析方法和常見工程熱點和難點問題的處理措施，基于理論聯系實際的培訓思想，通過實例強化軟件的使用幫助設計人員解決具體的工程結構力學問題。特舉辦“ANSYS工程結構強度、剛度分析與優化設計基礎培訓”工程實例培訓，具體內容如下：
一、培訓目標：
（一）、理解有限元分析計算的原理；
（二）、掌握ANSYS workbench軟件的使用功能和操作流程；
（三）、掌握工程結構強度、剛度的分析方法和技巧；
（四）、掌握工程結構優化設計（拓撲優化、尺寸優化）分析方法；
（五）、培養獨立工程結構的力學分析能力。
二、增值服務：
1、贈送培訓同屏錄制高清視頻（價值2680元）
2、贈送資料包；
3、持本人學生證或教師證享有8.5折優惠；一個單位同時報名2人享有9折優惠； 一個單位同時報名3人以上（含）享有8.5折優惠。
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