扭轉仿真的案例
[網絡研討會]傳動系扭轉振動系統仿真分析解決方案(2016.3.4)
網絡研討會
傳動系扭轉振動系統仿真分析解決方案
2016年3月4日
會議亮點：
如何可以優化傳動鏈設計以降低振動？
如何診斷振動噪聲問題如轟鳴，clonk，離合器顫振等？
如何優化減振器部件設計：離合器減振器，雙質量飛輪，離心擺吸振器，懸置等？
當今，主要的傳動部件之間的相互作用，以及動力總成技術、結構的多樣化，使傳動工程師正面臨著新的挑戰。例如，僅變速器的類型就已經從AT/MT
擴展到
AMT/DCT/CVT，扭矩矢量系統等。由于動力總成各個部件之間逐漸增加的機械、熱、電、液壓、控制之間的相互作用所引起的耦合影響，要設計出高性能
動力總成的同時保持良好的駕駛性能，并且降低油耗和排放，僅僅是部件級設計分析是不夠的，這使得系統級設計已經成為動力總成開發過程中關鍵的一環。隨著動
力總成作動器數量的增加，這種趨勢將進一步深化。
此次研討會將穿插生動的演示，介紹真實的用戶案例來幫助聽眾更好的理解內容。相信會給關注傳動系振動噪聲問題的工程技術人員帶來有價值的技術分享。
時間：2016年3 月4 日 星期五上午10:00-11:40
主講人：聶利衛 LMS Amesim 中國技術工程師
內容安排：
1. NVH相關挑戰和Amesim方案介紹
行業背景和工程挑戰
Amesim NVH分析的解決方案
2. Booming和Clunk
蘭博基尼用戶案例介紹
如何對發動機扭振建模
變速器和傳動鏈動態模型
齒輪接觸模型
3.
展開 Abaqus扭轉仿真案例講解
Abaqus扭轉仿真案例講解
基于大變形的驅動軸扭轉變形仿真對比 ￥5
本文比較了驅動軸在扭轉下的兩種模擬，并強調了將大撓度納入模擬以考慮實際行為的重要性。
本文比較了兩種驅動軸在扭轉作用下的模擬，一種是大撓度開啟，另一種是無大撓度開啟。仿真強調了大撓度的思想和重要性。
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Altair Inspire Studio扭轉工具在仿真中的應用
利用扭轉工具，進行參數變化。
利用擠出命令處理多余部分、孔位處理，利用倒圓角進行預處理。
基于Hyperworks白車身扭轉剛度仿真分析 ￥15
而白車身彎曲剛度和扭轉剛度是反映白車身剛度的兩項重要性能指標。當前的主流輕量化設計趨勢就是在控制成本和重量的前提下，盡可能提升白車身的彎扭剛度值。其中，白車身扭轉剛度還是白車身輕量化程度的重要表征。國際上流行的一個重要的車身設計指標—輕量化系數，就是根據白車身扭轉剛度、白車身質量、軸距和輪距計算得到的。
圖1 白車身扭轉剛度分析結果
輕量化系數公式：
圖2 輕量化參數的示意圖
圖3 扭轉剛度分析結果（z向位移圖）
利用OptiStruct求解器計算BIW的扭轉剛度，采用的加載工況和約束條件，及根據仿真分析的結果計算得到該白車身扭轉剛度值，白車身輕量化系數，詳情見收費內容部分。
該白車身的扭轉剛度為8377.033N?m/deg，白車身輕量化系數為1.192。
凡購買本案例的朋友在操作上有什么疑問，都可以私信我，針對本案例中的操作問題我將免費為你解答。還是那句話，我們不玩虛的，玩虛的沒意思！
展開 ABAQUS C30混凝土短柱扭轉仿真
最近做了混凝土短柱的扭轉案例，需要的可以下載。
Torsion column.rar
CAE仿真告訴你：手機扭轉會不會變形報廢
各主流手機品牌廠商均已引入CAE仿真，并將CAE仿真結果作為產品設計中必要的設計依據，CAE仿真作為產品設計中重要的環節已從產品“事后驗證”逐漸發展到“CAE引領、指導設計”。
智能手機朝大屏和超薄方向發展的同時,手機整體的扭轉強度顯著降低,極易導致手機受外力作用出現扭轉變形、角部起翹等現象。元王依托十余年的CAE技術背景和工程經驗，運用有限元分析方法，協助手機廠商在手機設計階段對手機的扭轉強度進行評估，及時發現設計缺陷并進行優化設計，有效解決大屏超薄手機的扭轉變形問題。以下為元王為某手機企業進行的整機扭轉分析案例。
分析背景：
手機整機扭轉，手機兩端夾持15mm，扭矩2000N.mm。
展開 hyperworks橫向穩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>
手機行業仿真驅動研發設計的價值及其解決方案
六 仿真分析內容
1）手機分析模型建立
是否對模型進行簡化以及簡化到何種程度需要根據時間、資源、精度、計算成本、分析目的、關注區域。
2）跌落仿真分析
△ 手機跌落仿真分析
跌落高度參考電工電子產品環境試驗國家標準。驗證結構的合理性，定位問題區域，為結構的優化設計指明方向。
可對手機六個面以及四個頂角分別進行跌落分析。
根據分析結果需要作出如下判斷：
l 外殼及觸摸屏等是否發生破壞
l 內部有無破損
l 是否有脫落的部件
l 是否有功能性損壞
3）靜壓及扭轉仿真分析
△ 手機靜壓仿真分析
智能手機朝大屏和超薄方向發展的同時，手機整體的扭轉強度顯著降低，極易導致手機受外力作用出現扭轉變形、角部起翹等現象。
靜壓及扭轉分析的目的在于研究手機整機及其部件的抗變形能力。
根據分析結果將結構件是否發生明顯屈服當做其抗扭及抗彎強度是否滿足要求的評判標準。
根據分析結果暴露出的問題，可對部件的材料及其局部結構進行優化。
4）落球仿真分析
△ 落球仿真分析
主要根據觸摸屏的應變及位移結果對其抗沖擊能力進行評判，如需進行優化可從結構以及各緩沖材料（如泡棉等）的位置布置及材料性能等著手。
根據測試標準，利用鋼球撞擊手機觸摸屏的不同位置。
根據分析結果評估手機的抗沖擊能力，尤其是觸摸屏。
如今廣泛應用于移動設備的康寧大猩猩玻璃其強度及抗摔能力已十分優秀，但是同樣的LCD模塊，亦需要合理的結構設計給予支持。
5）振動仿真分析
△ 手機振動模態仿真分析
手機模態分析包括正弦振動分析和隨機振動分析。
手機振動仿真測試就是模擬手機在運輸、安裝及使用環境下所遭遇到的各種振動環境影響，用來確定手機是否能承受各種環境振動的能力。
展開 NX非線性疲勞分析實例
NX非線性疲勞分析實例.pdf
運用NX CAE的非線性分析功能，完成了扭轉過程的仿真。同時，通過查閱扭簧設計資料，根據經驗公式計算了剛度和應力，與仿真結果進行對比。
基于非線性分析的結果，運用Durability Solution進行疲勞分析。將最后一個載荷步（扭轉55度）的結果，作為疲勞脈沖應力循環的峰值，進行疲勞分析，得到該產品的壽命及疲勞安全系數。
基于HyperWorks焊點等效方法在白車身分析中研究
圖4 白車身模態分析及實驗結果
4.2 白車身扭轉剛度分析
汽車行駛在凸凹不平的路面時，車身將產生扭轉變形。扭轉剛度(K)用于表示車身抵抗扭轉載荷的能力，用式(1)進行計算，車身扭轉剛度通常用車身扭轉角來衡量。
式中：M為所施加的力矩，M=1000N·m；
dfl，dfr分別為前懸架支撐處變形量絕對值；
drl，drr分別為后懸架支撐處變形量絕對值；
Yf，Yr分別為前軸、后軸懸架支撐處的距離。
利用專業的前處理軟件HyperMesh，采用慣性釋放的方法，在前后懸架支撐處均施加1000N·m的力矩，輸出縱梁Z方向的變形。仿真計算得到最大扭轉角在前部，相對扭轉角為0.76mrad，扭轉剛度為22680N·mm/deg。如圖5所示，圖中橫坐標為車身縱梁的X坐標，縱坐標為各測量點的扭轉角度。
扭轉剛度實驗邊界為后部連接處完全固定，無自由度；前部通過三角支架與臺架的橫梁剛性鉸接，橫梁在YZ平面內可以自由旋轉。選擇測量點的位置時，盡量選能體現總體剛度的部位，根據要求并結合經驗在左右縱梁下布置了30個位移測點，使用百分表測量各測點的Z向位移情況，如圖5所示。先按最大載荷預加載，卸載后分級施加載荷，加到最大載荷后再分級卸載，升程、回程都讀取位移值，取其平均值。實驗測得的扭轉剛度值為22000N·mm/deg。
從上面結果可知，扭轉剛度的仿真值與實驗值誤差在2％以內，對標性較好?；?×5mm的網格采用等效acm焊點模型可以用于白車身的扭轉剛度計算。
圖5 白車身扭轉剛度分析及實驗結果
4.3 白車身彎曲剛度分析
汽車行駛在凸凹不平的路面時，車身也將產生彎曲變形。彎曲剛度(K)用于表示車身抵抗彎曲載荷的能力，用式(2)進行計算。
展開 
FLUENT動網格案例之十一：基于動網格算法的二維剛性截面機翼簡諧振動氣動特性分析 ￥99
二維剛性截面機翼扭轉振動流體力仿真分析
氣動彈性問題一直是流固耦合現象研究的重要課題，而二維剛性截面的機翼扭轉振動則是氣動彈性研究最基本的入門案例。如下圖所示，圓形的計算域內，邊界上為壓力遠場，為了減小動網格計算量，靠近機翼的內部區域為彈簧光順和網格重生成區域，外部則為靜止網格。經過兩次放大后可以看出二維非結構的三角形網格也可以有很高的網格質量。
為了對作簡諧振蕩運動的Naca翼型的氣動特性（升力系數，阻力系數和力矩系數）進行數值計算，來流速度為V， 攻角的變化規律為：Alpha（t）=A/2*sin(omega*t)，其中，A=10度，omega=10*pi 弧度/秒。剛體運動UDF實現翼型的俯仰運動，由于在FLUENT的UDF中只能指定速度，角速度；所以，需要將攻角對時間求導，得到轉動角速度的規律：D（alpha）/dt=A*omega/2*cos(omega*t)
動網格實現結果
氣動彈性研究的對象已經從簡單的單翼，拓展到襟翼，前緣縫翼，副翼，翼梢等現代大型客機的機翼結構，感興趣的同學可以留言，希望研究的飛機氣動彈性課題內容。
文件列表
展開 汽車CAE仿真知識點整理
----------僅用于相互交流與學習，不用于營利
一、做仿真分析報告的總體框架：
1、分析目的（背景及意義）：通常為法律法規要求，設計驗證校核需要等；
2、分析工況介紹；
3、材料說明，材料名稱、彈性模量、泊松比、密度、屈服強度、抗拉強度等；
4、結構示意圖，分析模型的約束及加載；
5、每種工況對應的分析結果圖，判定結果表：材料牌號、屈服強度、抗拉強度、最大應力、判定結果；
6、總結及建議，結果表：分析項目、屈服強度、抗拉強度、最大應力、是否滿足設計要求。綜合結論；
二、白車身扭轉剛度仿真分析
繪制扭轉剛度曲線需要在承載式白車身底部前縱梁、門檻梁、后縱梁上選取一系列的點。X取值：每間隔100mm取一個點，讀取它們的坐標值及在Z向的位移，根據每對左右取值點的Y向距離值、Z向位移值求出扭轉角。
三、白車身彎曲剛度仿真分析
邊界條件：約束白車身前左、右減震器Y、Z二個方向的平動自由度；約束白車身后左、右彈簧座X、Y、Z三個方向的平動自由度。
加載：載荷作用于座椅安裝點，前排各1000N，后排座椅2000N；
變形量測點分布于前后縱梁和門檻。
在車身縱梁下部和門檻梁下部分布一系列考核點，通過考核點的X坐標和Z向變形量繪制彎曲剛度曲線。
繪制白車身彎曲剛度變形曲線。
各車型彎曲剛度要求：A級車彎曲剛度不小于10000N/mm；B、C級車彎曲剛度不小于14000N/mm。
各門框及窗框對角線變形量以參考車型為準，一般要求門框變形量小于0.2%。
K=P/Dmax，K為車身整體彎曲剛度；其中P為加載的彎曲載荷總和(通常為4000N)；Dmax為縱梁、門檻梁位移系列中Z向最大的位移點的變形值，這個點一般位于門檻下方。
展開 結構化知識庫+研發智能體｜開啟智能研發時代
它們共享同一個底層知識庫，在研發設計、仿真分析、項目管理的全鏈條中協同工作。
PART/2
深度解析：NexAI在工業研發中的關鍵能力
下面聚焦幾個對研發工程師最實用的功能。
1有據可查的智能問答：解決AI幻覺
你可以用自然語言提問，例如：“去年XX項目的起落架減震器，在高溫工況下的材料參數是什么？”
NexAI會做三件事：理解意圖 → 在融合了PLM/PDM/TDM等系統的知識圖
譜中精準檢索 → 生成帶引文、帶出處、帶具體位置的回答。它告訴你答案來自哪份報告的哪一頁哪一張表。你才敢用、敢信。
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編輯
答案生成顯示引用文獻
2自然語言驅動設計：從口述到模型
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編輯
自然語言繪制CAD模型，支持Web端輕量化預覽
NexAI集成多模態大模型，允許用自然語言直接生成基礎模型。
自然語言建模：通過NexAI智能體，可以實現自然語言交互的方式，生成FreeCAD模型代碼，并直接進行輕量化展示。
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編輯
通過自然語言與NexAI交互，繪制時序圖
流程/時序圖：在做需求設計時，可使用自然語言描述業務邏輯，應用AIStudio低代碼平臺實時生成標準的業務流程或時序圖，支持二次編輯。
仿真云圖分析：將仿真云圖丟給視覺大模型，自動識別高應力區、潛在風險點，并給出優化建議。
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編輯
基于NexAI進行車輛發動機覆蓋件仿真云圖分析
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編輯
基于NexAI進行軸類零件在扭轉工況下的仿真結果分析
3貫穿研發全流程的智能體協同
NexAI嵌入RLM（產品需求生命周期系統）和PLM（產品設計生命周期系統），形成閉環。
展開 普通乘用車白車身輕量化設計方法
式中，U1 為左側加載點處的垂向位移，m；
U2 為右側加載點處的垂向位移,m；
4.2.2.4 車身本體扭轉剛度評價
計算得到車身本體的最小扭轉剛度，應該滿足該車型扭轉剛度設計要求。如果不滿足設計要求，應根據車身本體扭轉剛度的靈敏度或相對靈敏度分析結果，減少對車身本體扭轉剛度較敏感的輕量化設計變量的結構修改，重新進行扭轉剛度計算，直至滿足設計要求。
4.3 車身本體一彎和一扭頻率驗證
對輕量化后的車身本體有限元模型進行模態分析，計算其一彎、一扭固有振動頻率，該一彎、一扭頻率應該滿足對該車型振動特性設計要求。如果不滿足設計要求，應根據車身本體一彎、一扭頻率的靈敏度或相對靈敏度分析結果，減少對車身本體一彎、一扭頻率較敏感的輕量化設計變量的結構修改，重新進行車身本體的模態分析和比較，直至滿足設計要求。
4.4 汽車被動安全性驗證
4.4.1 汽車正碰安全性驗證
按照國家標準GB11551-2003《乘用車正面碰撞的乘員保護》規定的試驗方法，進行剛性壁障整車100%正面碰撞仿真分析，車內假人的傷害指標應滿足標準規定的要求；如果不滿足正碰被動安全性要求，應根據白車身正碰安全件（前保險杠防撞梁、吸能盒、前縱梁等零部件）的靈敏度或相對靈敏度分析結果，減少對白車身正碰安全件較敏感的輕量化設計變量的結構修改，重新按照國家標準GB11551-2003進行正碰仿真分析和比較，直至滿足正碰被動安全性要求。
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