能量平衡分析的案例
ABAQUS動態分析中的能量平衡、沙漏及結果評估
ABAQUS動態分析中的能量平衡、沙漏及結果評估
電動汽車能量流仿真分析
2結果分析
2.1夏季能量流分析
能量流分析本質上是對各個熱力系統進行能量平衡分析。這里的關鍵是熱力系統的選擇。本文分別針對一個NEDC循環和十個NEDC循環進行能量流分析。由于兩者基本相同，故只列舉一例，如0所示。該分析的環境溫度為30℃，空調溫度目標設置為21℃。圖中的實線框表示一個熱力系統，虛線框表示進出該熱力系統的能量。實線框中的數值表示該熱力系統儲存能量的變化，正值表示該熱力系統的能量有所增加。
從圖中可以看出，夏季（打開空調）時，動力總成的效率為50.5%。從0中可以看出。壓縮機是電池能量效率的主要限制因素，消耗了23%的電能，故應避免將空調溫度調得過低。空調壓縮機之外的其他附件耗功都很小。電池本身的損耗（產熱）只占1%。
模型采用了最大能量回收策略，即只有當電機不能滿足制動需求時，才通過剎車片提供制動力。從0中可以看出，在這種策略下剎車片浪費的制動能量只占整個制動需求的9.6%，制動能量回收節約了13%的能量。另外，夏季時，兩個冷卻液回路中最大的熱源均來自駕駛艙的制冷需求。
2.2冬季能量流分析
0為冬季將空調溫度設置為25℃時的能量流分析。冬季時，制冷劑回路工作在熱泵模式。此時動力總成的效率僅為22.4%，制動能量回收節約了6%的能量，電池加熱器和暖風消耗了大量的電能。
從0可以看出，電池加熱器和駕駛艙暖風成為電池能量效率的主要限制因素，分別消耗了33%和23%的電能，其中電池加熱器的能耗甚至與驅動電機的能耗相當。另外，電池本身的損耗也有所增加，這是由于低溫時電池內阻的增加。
展開 ABAQUS中的能量平衡
2、我分析的是結構在地震波作用下的反應，通過查看資料發現，能量方程有兩種，即相對能量方程和絕對能量方程，相對能量方程是動力方程兩邊對“相對位移”積分得到的，絕對能量方程式動力方程兩邊對“絕對位移”積分得到的，我在ABAQUS幫助文件中沒有找到這些能量項計算的公式說明，請問這些能量項的計算公式在哪本資料上能夠查的到？還想再問下，如果求地震波輸入結構中的能量，是否就是外力功ALLWK這項呢？
3、根據您博客中的內容，內能=彈性應變能（Es）+塑性能（Ep）+阻尼耗能（Ev）+蠕變耗能（Ec），而彈性應變能（Es）=損傷耗能（Ed）+可恢復能（Ee），這里的損傷耗能Ed是ABAQUS中變量ALLDMD（Damage dissipation energy）嗎？它代表什么意思呢？
比對公式2，如果ALLSE指的是可恢復的彈性應變能，那么是否公式2中少了一項損傷耗能（Es），不知該怎么理解？
展開 ABAQUS能量平衡輸出變量
Total energy output quantities
ALLAE
“Artificial” strain energy associated with constraints used to remove singular modes (such as hourglass control), and with constraints used to make the drill rotation follow the in-plane rotation of the shell elements.
ALLCD
Energy dissipated by creep, swelling, and viscoelasticity.
ALLEE
Electrostatic energy.
ALLFD
Total energy dissipated through frictional effects. (Available only for the whole model.)
ALLIE
Total strain energy. (ALLIE = ALLSE + ALLPD + ALLCD + ALLAE + ALLQB + ALLEE + ALLDMD.)
ALLJD
Electrical energy dissipated due to flow of electrical current.
ALLKE
Kinetic energy.
ALLKL
Loss of kinetic energy at impact. (Available only for the whole model.)
ALLPD
Energy dissipated by rate-independent and rate-dependent
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IONIQ 5 800V快充和能量的平衡
用15分鐘充滿60%的SOC的快充來解決電動汽車的續航和可用性的平衡，現代是第一次去嘗試。
備注：買保時捷Taycan的車主，其實不在乎太多，但是800V系統在現實中是否使用，后續基于350kW打造的超級充電網絡對電動汽車滲透率的提升效果有多少，值得我們非常關注
01
快充功率數據
根據現代發布的信息，這款車的定義的充電速度分為兩種定義：
1） 10%-80% SOC：18分鐘，折合2.33C快充，這是官方宣傳的數據
2） 20%-80% SOC：15分鐘，折合2.4C快充，這個數據用另外一種口徑顯示出來
圖1 現代E-GMP的規格
根據兩個不同的電池版本的功率，根據官方發布的數據，58kWh的峰值充電功率為170kW，72.8kWh的峰值功率為220kW。從目前的情況來看，有可能E-GMP在Taycan的基礎上也做了調整，現代起亞的E-GMP和保時捷PPE在電芯尺寸規格和容量上不一致以外，整體的結構和電芯的配方，如軟包電芯的散熱等都是相似的。
展開 Abaqus準靜態小例子: 能量平衡、質量放大
3，能量平衡
評估模擬是否產生了正確的準靜態響應，當模型太復雜時，單純的通過應力作用不明顯，通常的作法是通過對比能量的角度，能量平衡方程式：
E1+EV+EKE+EFD-EW=Etotal=constant
其中E1是內能增量（包括彈性和塑性應變能），EV是粘性耗散吸收的能量，EKE是系統的動能，EFD是摩擦耗散的能量，EW是外力作的功，Etotal系統中的總能量。從這個方程中可以看出，當系統的動能不超過內能的一個小的比例時（5%—10%）就可以簡單的認為是一個準靜態響應。如果模擬的結果發現動能占的比例太大，一般的作法是將加大加載時間，也可以利用質量放大技術。
展開 整車能量管理VEM解決方案和多屬性協平衡技術會議資料
整車能量管理VEM解決方案和多屬性協平衡技術會議資料
資料百度網盤地址：http://pan.baidu.com/s/1sjPZaDB
基于統計能量分析方法的工程車輛駕駛室聲學包優化 附統計能量分析原理及其應用下載
傳統的聲學分析通常依賴于有限元FEM（Finite Element Method） 及邊界元BEA（Boundary Module Analysis），但其僅適用于解決中低頻噪聲問題。隨著頻率增加，波長變短，系統的動態特性變得更為復雜，單位帶寬內的模態數量急劇增加，模型計算量巨大，模型無法準確計算。介于上面的缺點，人們開始使用統計的方法處理復雜的動態響應特性。統計能量分析方法SEA（Statistical Energy Analysis），已被成功應用于車輛的聲學、振動傳遞路徑分析，并可以準確地進行各種結構于車輛的振動、聲學預測。
本文針對某型工程車輛，應用統計能量分析方法分析預測駕駛室司機耳旁噪聲，并對比試驗結果校核模型。根據仿真數據進行噪聲源分析，確定聲學包優化方案，通過仿真與試驗方法確定優化效果。
1 工程車輛駕駛室SEA模型的建立
1.1
統計能量分析基本原理
統計能量分析（
SEA
）是一種把研究對象劃分成子系統后，用功率流描述子系統間復雜作用關系的模型化分析方法。統計能量分析模型有
6
個基本假設：（
1
）模型的子系統間是線性守恒的耦合，不存在非保守性質的耦合特征；（
2
）能量是在具有共振頻率的子系統之間流動；（
3
）子系統受到的激勵為互不相關的寬帶隨機激勵，統計上獨立，具有模態非相干性；（
4
）在一個子系統中，固定頻帶內所有共振的模態能量均分；（
5
）互易性原理適應于不同子系統間；（
6
）任兩個子系統間的能量流與振動時耦合的子系統間的能量成正比。
1.2 SEA
模型建立及加載
在仿真軟件中建立駕駛室的
SEA
模型，是功率流平衡方程在具體結構上的形象化。
展開 MoldFlow一模多穴平衡結構分析不平衡解決方法總結
進行運算；
所以在此筆者建議對于個別產品需要使用專業的第三方網格工具生成2D或者3D網格，這樣可以大幅度提高生成網格的效率以和網格質量；
業界通用的網格生成工具都可以，比如HyperMesh、ANSYS等等；
關于使用第三方工具生成網格的問題，筆者會專門寫一篇文章詳細陳述，再此就不一一展開了；
3.填充末端壓力不平衡
假如充填過程和V/P都沒有問題了，但是填充末端壓力結果仍然出現問題，比如下圖：
上圖所示的，各個產品的網格（流道+產品）已經完全一致，之所以還出現這種問題，本質上就是求解器穩健性的問題了，MoldFlow還需要繼續改進，如果報告需要抓取此類結果，建議可以適當的更改一下充填時間（變大變小都可以），再次分析，一般就會解決；
總結：
假如模型本身是平衡結構，在分析過程的填充不平衡或者壓力不平衡基本上可以通過調整網格解決，但是如果是2D雙層面和3D網格溫度場不一致的問題（如下圖所示），那么就只能通過第三方工具使用更加專業的網格處理工具進行網格化才能解決，這個方面MoldFlow可能需要對前處理3D網格生成部分做更多的工作。
展開 基于聲發射和能量分析的PFC巖石分析
離散元中能量分析一定要圍繞轉化來看，系統是能量守恒的，我們就需要研究哪些能量減少了，哪些能量增加了。
ADAMS平衡懸架載荷分析
商用車平衡懸架主要結構有：推力桿，中后橋，板簧，平衡軸。推力桿主要是限制橋的位移，直推一般限制橋的縱向位移，而V推可以限制縱向和橫向的位移。平衡軸的主要作用就是保證中、后橋行駛在不平路面時，輪胎能時刻接地。因為平衡懸架的平衡桿多為等長結構，因此中、后橋的垂向載荷能時刻相等。
Adams中提供了_MDI_TASA_TESTRIGS懸架試驗臺，可以幫助我們搭建平衡懸架裝配模型，如下圖所示。
平衡懸架靜載荷計算與仿真分析：
垂向工況下，垂向力主要作用于板簧和車橋連接處a，且中、后橋垂向載荷基本一致。
縱向工況下，縱向力主要作用于推力桿，根據力矩平衡，可以計算得到推力桿與車橋連接處b載荷。理論計算與仿真值相當。
通過理論計算與仿真間接驗證了模型的可信度。
注意點：在搭建模型時，硬點的位置尤為重要。例如垂向工況下，如果中后橋的載荷相差較大，可以是由于平衡軸的中心到中后橋的距離不相等導致；上下推力桿到輪心的位置要與實際一致，否則縱向工況下，計算與仿真得到的載荷誤差較大大。
來源：有限元探索
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Moldex3D模流分析之如何應用熱流道穩態分析改善多模穴成型流動平衡
Moldex3D 針對熱流道系統仿真量身打造的解決方案──熱流道穩態分析(Hot Runner Steady, HRS)，可支持復雜熱流道和進階熱流道模塊的快速分析，并協助使用者優化多模穴的熱流道設計，評估該熱流道系統的流動行為，例如流率及流動平衡比。熱流道穩態分析不需模擬模穴內流動，即可提升迭代計算效率，達到改善熱流道設計的目的，因此可大幅減少分析時間。以下將深入說明如何應用熱流道穩態分析。
應用一：在不須模擬模穴的情況下，使用熱流道穩態分析優化熱流道設計：
步驟1：新增射出成形項目，網格模型必須含有進澆點、模穴與熱流道。雖然熱流道穩態分析會忽略模穴的計算，但使用者仍必須在項目中提供模穴。
注：用戶必須擁有進階熱流道模塊的授權，才可在計算參數內設置熱流道穩態功能與啟動相關計算
步驟2：在計算參數內的熱流道穩態分析下指定入料口流率、收斂精度及各澆口壓力。
注：在CAE模式下，入料口流率的默認值為模穴體積除以填充時間；在機臺模式下，入料口流率的默認值則為模穴體積除以行程時間。
注：熱流道澆口壓力代表該澆口所受到的外部流動阻力(預設為0MPa)，建議使用者可先試行一組單模穴分析(不需包含流道系統，只需指定進澆點)，取得澆口壓力結果后代入熱流道穩態分析的澆口壓力設定。這種做法可獲得更精確的預測，并節省分析時間。
步驟3：于分析順序設定內選擇熱流道穩態分析，開始分析。
步驟4：開啟熱流道穩態結果記錄文件，檢查各澆口流率與流動平衡比，根據這兩項結果進一步修改熱流道幾何與配置，例如更改特定區域熱流道直徑或流道長度，以獲得更為平衡的流動。
注：熱流道穩態分析提供多種分析結果，對于此做法來說，較為關鍵的結果是流率與流動平衡比
步驟5：修改熱流道設計后重復步驟1至4。
展開 35千伏母線電壓不平衡的案例分析
二、電壓異常情況分析
1、對水廠至#1泵房電纜以及相關開關、避雷器等進行高壓試驗，未發現異常，對水廠試送電，電壓不平衡故障未消失。
2、水廠送電，先送至#1泵房電纜，無負荷，35千伏#5母線電壓不平衡故障存在，斷開#1泵房電纜；送#2泵房電纜，無負荷，35千伏#5母線電壓不平衡故障存在；將#1、#2泵房電纜全部送電，無負荷，35千伏#5母線電壓電壓平衡，電壓為21.4千伏，故障現象消失。
因此，35千伏#5母線在送電水廠引起電壓不平衡現象的原因不在于新建高壓電纜上，而在于水廠35千伏系統的運行方式上，現象如下。
三、35千伏系統中性點偏移的原因分析
35千伏母線電壓不平衡的主要原因有以下幾種：
1.系統接地
2.線路斷線
3.鐵磁諧振
4.PT二次回路異常
在本例中，造成35千伏#5母線電壓不平衡的原因為鐵磁諧振。在35千伏#5母線PT對地電感與系統對地電容匹配的情況下，由于只帶PT的空母線突然合閘，會導致PT出現很大的勵磁涌流，引起PT鐵芯飽和，使其三相對地導納不對稱，發生鐵磁諧振。
展開 載重汽車平衡懸架特性分析
載重汽車平衡懸架特性分析
載重汽車平衡懸架的特性分析.part1.rar
載重汽車平衡懸架的特性分析.part2.rar
多體動力學平衡狀態分析方法介紹
在多體動力學模型仿真之前，一般需要把模型設置為平衡狀態，原因主要有：
如果模型不是平衡狀態，仿真開始后受到重力作用，模型中的部件會發生明顯的波動，使仿真前幾秒甚至更長時間的數據振蕩比較大，不是真實的數據，沒有價值；
非平衡狀態的模型產生非常大的振蕩會使求解器解算困難，甚至產生報錯，仿真停止；
實際物理模型是平衡狀態的（一直受重力作用），非平衡狀態的仿真模型不符合實際的物理模型狀態。
基于上述原因，需要在多體動力學模型的時域分析之前把模型處于平衡狀態。注意：多體仿真模型進行頻域分析之前也需要進行平衡分析，因為頻域分析是在平衡位置上進行線性化。
Simpack作為專家級多體動力學仿真分析軟件，提供多種分析方法使模型達到平衡狀態。下面以示例模型為例，介紹具體方法。
1.靜平衡分析
多體動力學平衡分析最常用的方法是靜平衡分析，Simpack同樣提供靜平衡分析方法。
在平臺模型中，一個剛體部件四個角使用彈簧安裝在地面上，同時受到一個力的作用使該部件受力不平衡。
在此原始狀態下進行時域分析，如下圖所示。
點擊在線平衡分析按鈕，進行靜平衡分析，得到靜平衡分析結果，如下圖所示。
可以看到當前模型狀態的最大殘余加速度值非常小。如果Maximum residuum in equilibrium參數的數值比較大（有明顯的加速度），說明模型沒有處于平衡狀態，需要繼續分析。
點擊“Copy computedequilibrium states to model”按鈕把計算后的狀態復制到當前模型中，這樣模型就處于平衡狀態。
如果使模型在原始狀態和平衡狀態相互切換，最好的辦法是使用狀態集。點擊狀態集按鈕，這樣就把當前模型的狀態保存到這個新建的狀態集中。
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