動態(tài)彎曲分析的案例
汽車車輪動態(tài)彎曲疲勞分析
在汽車車輪的實際使用過程中，80%以上的車輪破壞是由疲勞引起的，而這里面大部分的疲勞破壞是由彎曲工況造成的；相比之下，制動和加速工況的影響幾乎可以忽略。國外已建立了JWL、DOT和ISO等相關(guān)車輪彎曲疲勞試驗標準，這些標準都是模擬車輪在彎矩作用下的受載情況。我國的國標GB/T 5334-2005也對乘用車車輪的彎曲疲勞試驗方法進行了規(guī)定。
車輪彎曲疲勞試驗是動態(tài)試驗，載荷相對于車輪不斷旋轉(zhuǎn)，車輪還承受螺栓預(yù)緊力，與試驗安裝盤間還存在接觸關(guān)系，如果忽略這些條件，應(yīng)力結(jié)果將存在誤差，不能準確預(yù)測車輪的疲勞壽命。
車輪的疲勞壽命是用載荷時間歷程、應(yīng)力或應(yīng)變-壽命曲線以及應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線，按照適當?shù)睦鄯e損傷理論來估算。在試驗過程中車輪承受非比例變化的多軸應(yīng)力，而且平均應(yīng)力、應(yīng)力梯度、表面粗糙度和表面處理工藝的對疲勞壽命均有重要影響，在疲勞計算中應(yīng)對這些因素予以考慮。
1 車輪動態(tài)彎曲疲勞試驗方法
汽車車輪動態(tài)彎曲疲勞試驗是使車輪在一個固定不變的彎矩下旋轉(zhuǎn)，或是車輪靜止不動承受一旋轉(zhuǎn)彎矩，以車輪不能繼續(xù)承受載荷（如結(jié)構(gòu)失穩(wěn)）和出現(xiàn)侵入車輪斷面的可見疲勞裂紋為失效標準。國內(nèi)通常采用前一種試驗方法，試驗裝置如圖1所示，試驗彎矩按式(1)確定。
展開 基于lammps模擬的合金兩種不同彎曲方法及動態(tài)變形的研究
關(guān)鍵詞：lammps；彎曲，CuAl合金，塑性變形，應(yīng)力集中
彎曲是指材料或結(jié)構(gòu)在受到外力作用時，沿著其軸線方向發(fā)生形變，從而呈現(xiàn)出弧形或角度變化的現(xiàn)象。這種形變通常由機械壓力、彎曲試驗、復(fù)雜工況中的受力狀況等因素引發(fā)。在實際應(yīng)用場景中，彎曲的形式多樣，可表現(xiàn)為均勻彎曲、局部彎曲等多種模式。彎曲的程度主要依據(jù)材料的彎曲角度、曲率半徑以及所受的彎曲力大小來衡量。在較小的彎曲角度和曲率半徑、較輕的彎曲力作用下，材料往往能夠承受一定程度的彎曲而不至于損壞，展現(xiàn)出良好的柔韌性和抗彎性能；然而，當彎曲角度過大、曲率半徑過小以及承受的彎曲力過強時，材料就會面臨彎曲破壞的風(fēng)險，可能出現(xiàn)裂紋、變形甚至斷裂等情況。為了準確評估材料在彎曲狀態(tài)下的性能表現(xiàn)，通常會借助彎曲試驗等手段，通過觀察材料的變形情況和受力特性，來確定其適用范圍和可靠性。不過，在宏觀觀察與微觀分析之間存在著差異，比如微觀層面的材料晶格變化、分子間相互作用的調(diào)整等，在細節(jié)宏觀的彎曲實驗中往往難以直接捕捉。為了深入探究彎曲狀態(tài)下材料行為背后的微觀機制，并實現(xiàn)不同研究尺度下的統(tǒng)一解釋，通常以材料內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)變化為切入點，從原子層面的位錯運動到分子鏈的取向變化等多方面進行剖析，以此來全面揭示材料在彎曲過程中的性能變化規(guī)律，從而為材料的設(shè)計、應(yīng)用和優(yōu)化提供理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)。
圖1(a)彎曲載荷，圖1(b)三點彎曲；圖1(c)彎曲載荷分子動力學(xué)模型；圖1(d)三點彎曲分子動力學(xué)模型
如圖1所示，本模擬根據(jù)實際加載狀況創(chuàng)建了Cu-Al合金模型。模型被構(gòu)造為規(guī)則的面心立方（FCC）晶格，其晶體取向[100]、[010]和[001]分別平行于X、Y和Z軸方向。模擬過程中，首先在LAMMPS代碼中設(shè)置金屬單位制，并施加周期性邊界條件，并設(shè)定時間步長為0.001皮秒。
展開 Hypermesh聯(lián)合Abaqus仿真之車輪動態(tài)彎曲徑向疲勞仿真 ￥19.89
該文章分享了車輪動態(tài)彎曲和動態(tài)徑向疲勞仿真分析，依據(jù)GB/T5909商用車輛車輪性能要求和試驗方法。涉及hypermesh和abaqus聯(lián)合仿真，包含具體操作步驟、徑向疲勞分析中等效徑向力的設(shè)置。
二維沖壓彎曲過程的成型分析和回彈分析
二維沖壓彎曲過程的成型分析和回彈分析
基于optistruct＋ncode汽車車輪輪輞彎曲強度分析之疲勞分析-02 ￥100
本案例在于講述如何對汽車車輪輪輞結(jié)構(gòu)強度進行彎曲工況仿真分析，尤其是如何對某點施加隨時間變化的動載荷，大家可根據(jù)實際需要并結(jié)合GBT5334-2005乘用車車輪性能要求和試驗方法去修改載荷譜。 輪輞與輪輻焊接后與輪胎組成一個整體，共同承受汽車的重力、制動力、驅(qū)動力、汽車轉(zhuǎn)向時產(chǎn)生的側(cè)向力及所產(chǎn)生的力矩，還要承受路面不平產(chǎn)生的沖擊力。
分析結(jié)果：
輪輞隨時間變化的受力變化動態(tài)云圖
分析模型：
模型及加載
加載載荷（位移加載，位移加載大小為下圖載荷的0.0001倍）：
與前期發(fā)的基于optistruct＋ncode汽車車輪輪輞彎曲強度分析之疲勞分析-01不同之處在于：前期發(fā)的案例加載是力隨時間變化的載荷，本案例加載是位移隨時間變化的載荷。
以上這部分分析在optistruct中完成，接下來根據(jù)上述彎曲強度分析的結(jié)果在ncode中進行疲勞仿真分析。
疲勞分析中所用的材料AL_ALLoy_UML_UTS400，其材料參數(shù)如下圖：
材料AL_ALLoy_UML_UTS400的S-N曲線,含應(yīng)力修正，如下圖。
展開 基于optistruct＋ncode汽車車輪輪輞彎曲強度分析之疲勞分析-01 ￥80
本案例在于講述如何對汽車車輪輪輞結(jié)構(gòu)強度進行彎曲工況仿真分析，尤其是如何對某點施加隨時間變化的動載荷，大家可根據(jù)實際需要并結(jié)合GBT5334-2005乘用車車輪性能要求和試驗方法去修改載荷譜。 輪輞與輪輻焊接后與輪胎組成一個整體，共同承受汽車的重力、制動力、驅(qū)動力、汽車轉(zhuǎn)向時產(chǎn)生的側(cè)向力及所產(chǎn)生的力矩，還要承受路面不平產(chǎn)生的沖擊力。
輪輞隨時間變化的受力變化動態(tài)云圖
加載曲線：
以上這部分分析在optistruct中完成，接下來根據(jù)上述彎曲強度分析的結(jié)果在ncode中進行疲勞仿真分析。
疲勞分析中所用的材料AL_ALLoy_UML_UTS400，其材料參數(shù)如下圖：
材料AL_ALLoy_UML_UTS400的S-N曲線,含應(yīng)力修正，如下圖。
分析結(jié)果：
損傷云圖
壽命云圖
從疲勞仿真分析的結(jié)果可以看出損傷最大的位置主要集中在螺栓孔連接處，且按照彎曲強度分析中定義的載荷譜，車輪危險點疲勞壽命為1777.2037次循環(huán)。
具體操作方法、疲勞設(shè)置、模型文件見附件。如購買本案例的朋友針對案例仿真操作實現(xiàn)有什么問題，請私信我。
展開 非對稱彎曲梁的正應(yīng)力分析（一）
經(jīng)過計算，該工字梁的彎曲截面系數(shù)Wz=8.6953e-4m3、Wy=1.1329e-4m3，根據(jù)廣義上的彎曲正應(yīng)力計算公式可得最大正應(yīng)力：
σmax
= 169.77 MPa
二、基于ANSYS的計算：
使用ANSYS求解該問題時，我們從以下幾個方面入手：
1. 確定分析類型：根據(jù)例題所示結(jié)構(gòu)，確定分析類型為
靜力學(xué)分析；
2. 確定單元類型：該結(jié)構(gòu)為梁結(jié)構(gòu)，結(jié)果需要輸出彎矩圖，因此分析時使用Beam單元；
Step1
梁模型建模
根據(jù)例題中提供的梁模型尺寸，我們在SCDM中建立梁模型。建模時應(yīng)注意把受力點建出來，方便我們施加載荷。
1）繪制兩條2000mm的線體直線；
2）選擇SCDM自帶的工字梁截面，建立梁模型；
3）將梁截面尺寸修改為題目中給的尺寸；
由于我們繪制線體直線時，
選擇的是
Z
平面
，方向為
X軸
，定義完成截面尺寸以后，
筆者個人習(xí)慣
將
SCDM自帶的
梁截面繞Y軸旋轉(zhuǎn)90°，這樣就把截面放在X平面中了，修改完成后的截面如下
：
顯示最終的梁模型如下，這樣看起來就順眼多了！O(∩_∩)O哈哈~
4）設(shè)置幾何拓撲共享；
修改完成后，
使用
Share命令
對梁模型進行
幾何拓撲共享
設(shè)置。建立好的梁模型如下圖所示。
Step2
建立分析模塊
打開Workbench，選擇
Static Structural模塊，并傳入上一步建立的幾何模型。
展開 利用Rsoft開展彎曲光纖仿真分析
這次，利用該模塊展示如何開展光纖彎曲情況下的仿真分析。
初始設(shè)置如下：仿真工具為BeamPROP模塊，維度為3D，自由空間波長為1.55μm，3D結(jié)構(gòu)為光纖，因為考慮的是空氣情況，所以背景折射率設(shè)置為1。
圖1 初始化參數(shù)設(shè)置
初始化設(shè)置后，建立光纖結(jié)構(gòu)，對光纖的包層和纖芯特性進行設(shè)置。由于Rsoft可以進行符號化運行，因此我們涉及到的參數(shù)設(shè)定都盡量用符號來表示，設(shè)置的符號變量如下：光纖纖芯直徑為10μm，折射率1.46，光纖包層直徑為125μm，折射率1.449，長度10cm，彎曲半徑為5mm。利用符號對光纖纖芯和包層的參數(shù)進行設(shè)定，其中光纖的彎曲是通過等效彎曲實現(xiàn)的，具體參數(shù)設(shè)置如圖3所示。
圖2 符號變量列表
圖3 等效彎曲設(shè)置
設(shè)置完參數(shù)后，觀察其折射率分布，確認折射率分布的合理性。由于此處采用了等效彎曲的方法，因此折射率分布不再是均勻的，如圖4所示。
圖4 折射率分布
然后，將纖芯設(shè)置為路徑，并對入射場進行設(shè)置，入射位置為纖芯端面。需要注意的是，入射場的模式計算，默認是按照背景折射率進行計算，而實際上需要將其設(shè)置為包層的折射率。
圖5 （左）以背景折射率為基礎(chǔ)計算的模場分布；（右）以包層折射率為基礎(chǔ)計算的模場分布
設(shè)置光纖纖芯為監(jiān)測路徑，同樣注意折射率需要設(shè)置為包層折射率。
現(xiàn)在就可以用以分析光束在彎曲光纖中的傳輸情況。
圖6 光纖中的光場分布
構(gòu)建模型中有幾個需要注意的點如下：
1 盡可能將變量設(shè)置為符號；
2 自己設(shè)置的符號，盡可能用大寫字母開頭，同軟件內(nèi)置的符號區(qū)分開。
展開 圓拱曲線彎曲分析
因此，當負載比例系數(shù)超過0.4時，分析結(jié)束。
為了說明在幾個步驟中使用Riks，還包括第二步，其中將壓力從拱頂上取下，使其將朝向其初始配置。在Riks分析中的任何一點，實際負載由下式給出： p0在前一步驟結(jié)束時的負載 是當前步驟中規(guī)定的負載大小，并且 是負載比例系數(shù)。拱被卸載，使得在初始時間增量中，去除約0.15 的壓力。在1.0的時間段內(nèi)使用0.05的初始時間增量，對該重新啟動的步驟規(guī)定了負載。此外，我們希望分析結(jié)束時，所有的負載被刪除，并且拱已經(jīng)返回到其初始配置。因此，為拱的中心設(shè)定位移閾值0.0。當這個限制被越過時，分析結(jié)束。因為Abaqus必須在初始Riks步驟結(jié)束時接收負載大小以啟動下一步，所以Riks步驟之后的任何步驟只能作為上一步驟中的重新啟動作業(yè)完成。
對于深度夾緊鉸鏈，初始卡扣發(fā)生在約900（載荷單位）的載荷下。指定的負載大小為100（力單位），最大負載比例系數(shù)指定為9.5。
用剛性沖頭壓下的淺拱形如圖1.2.1-3所示。分析使用與第一個問題相同的拱形模型。然而，端部被固定而不是夾緊，并且通過沖頭的位移施加負載。固定邊界條件使得問題比夾緊端的情況更不穩(wěn)定。一個初步的分析，其中弓被拱形中點的指定位移壓下，表明該力在卡通過程中將變?yōu)樨撝怠Ｒ虼耍绻靶挝镉脛傂詻_頭壓下，則Riks方法將不會幫助收斂，因為在彎曲的瞬間，拱與沖頭分離，并且沖頭的移動不再控制拱的位移。因此，引入接觸阻尼以幫助收斂。具有表面接觸的粘性阻尼增加了與相對速度成比例的壓力，以減慢拱與沖頭的分離。
粘滯阻尼間隙設(shè)定為10.0，間隙間隔的分數(shù)設(shè)定為0.9;對于高達9.0的間隙，阻尼是恒定的。由于拱頂高度為4.0，所以拱頂從初始位置到最終卡通位置的距離為8.0單位。在分析期間的任何時間，這個距離明顯大于拱的中間和沖頭的間隙。
展開 ABAQUS 訂書釘彎曲分析案例 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會得到什么：
1、掌握訂書釘彎曲分析部件的三維模型繪制
2、理解訂書釘彎曲分析的顯示動力學(xué)分析步的建立
3、學(xué)習(xí)訂書釘彎曲分析接觸分析的相互關(guān)系的設(shè)置
4、了解顯示動力學(xué)網(wǎng)格的劃分
5、學(xué)習(xí)位移載荷的施加
6、學(xué)習(xí)結(jié)果后處理的查看與對比
案例介紹：
所使用軟件為ABAQUS2018.
案例介紹了使用ABAQUS進行訂書釘彎曲分析。
本案例提供了分析相關(guān)的分析文件。
?
非對稱彎曲梁的正應(yīng)力分析（二）
上一篇文章我們討論了梁非對稱彎曲的第一種情況，即梁具有縱向?qū)ΨQ平面，但外力不作用在該平面內(nèi)的情況。這篇文章，我們將討論梁非對稱彎曲的第二種情況——梁不具有縱向?qū)ΨQ平面。
例題：一Z型型鋼制成的兩端外伸梁在
z平面內(nèi)承受均布載荷
q = 20kN/m，其計算簡圖如下。已知梁截面對形心軸y、z的慣性矩和慣性積分別為
Iy=2.8283×106mm
4
，
Iz=
1.9313
×107
mm4
，
Ixy=5.32×106 mm4
。
求梁的最大正應(yīng)力。
一、基于廣義彎曲正應(yīng)力公式的計算：
根據(jù)題意，該梁為Z型型鋼，不具備縱向?qū)ΨQ平面，可知該問題為梁的非對稱彎曲問題，我們首先繪制出該梁的總彎矩圖如下：
經(jīng)過計算，最大彎矩：
Mmax = 12500 N·m
根據(jù)廣義上的彎曲正應(yīng)力計算公式可得最大正應(yīng)力：
σmax
= 146.95 MPa
二、基于ANSYS的計算：
使用ANSYS求解該問題時，我們從以下幾個方面入手：
1. 確定分析類型：根據(jù)例題所示結(jié)構(gòu)，確定分析類型為
靜力學(xué)分析；
2. 確定單元類型：該結(jié)構(gòu)為梁結(jié)構(gòu)，結(jié)果需要輸出彎矩圖，因此分析時使用Beam單元；
Step1
梁模型建模
根據(jù)例題中提供的梁模型尺寸，我們在SCDM中建立梁模型。建模時應(yīng)注意把受力點建出來，方便我們施加載荷。
展開 
白車身彎曲剛度分析 ￥1
目 錄
1 分析目的
2 使用軟件說明
3 有限元模型建立
4 白車身彎曲剛度分析邊界條件
5 分析結(jié)果
6 結(jié)論
1 分析目的
車身是轎車的關(guān)鍵總成，除了保證外形美觀以外，汽車設(shè)計工程師們更注重車身結(jié)構(gòu)
的設(shè)計。車身應(yīng)有足夠的剛度，剛度不足，會導(dǎo)致車身局部區(qū)域出現(xiàn)大的變形，從而影響
了車的正常使用。低的剛度必然伴隨有低的固有頻率，易發(fā)生結(jié)構(gòu)共振和聲響。
本報告以 QQ 白車身為分析對象，利用有限元法，對其進行了彎曲剛度分析。
2 使用軟件說明
本次分析采用 Hypermesh 作前處理，Altair optistruct 求解。HyperMesh 是世界領(lǐng)先的、
功能強大的 CAE 應(yīng)用軟件包，也是一個創(chuàng)新、開放的企業(yè)級 CAE 平臺，它集成了設(shè)計與
分析所需的各種工具，具有無與倫比的性能以及高度的開放性、靈活性和友好的用戶界面，
與多種 CAD 和 CAE 軟件有良好的接口并具有高效的網(wǎng)格劃分功能；Altair Optistruct 是一
個綜和隱式和顯示求解器于一體的大規(guī)模有限元計算軟件，幾乎所有的線性和非線性問題
都可以通過其進行求解。Altair Optistruct 最強大的功能是其友好的 CAO 接口，通過 Altair
Optistruct 可以進行任何形狀、尺寸、拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，采用固定的內(nèi)存分配技術(shù)，具有
很高的計算精度和效率。
3 有限元模型建立
根據(jù)設(shè)計部門提供的白車身的工藝數(shù)模建立 QQ 的計算模型，對模型進行了有限元離
散處理：白車身所有零部件都采用板殼單元進行離散，并盡量采用四邊形板殼單元模擬，
少量三角形單元以滿足高質(zhì)量網(wǎng)格的過渡需要；粘膠用實體單元模擬，焊點采用 CWELD
和 RBE2 單元模擬。
展開 ANSYS Workbench分析實例之齒輪動態(tài)接觸分析
Step7：
分析設(shè)置
。
1. 分析時間設(shè)置為5s；設(shè)置方法如下：點擊Analysis Settings，在Details of Analysis Settings中，將Step Controls的Step End time設(shè)置為5s。
2. 打開自動時間步，采用子步形式。方法如下：點擊Analysis Settings，在Details of Analysis Settings中，將Step Controls的Auto Time Stepping設(shè)置為On，Define By設(shè)置為Substeps；
3. 初始子步設(shè)置為50，最小子步設(shè)置為40，最大子步設(shè)置為80。方法如下：點擊Analysis Settings，在Details of Analysis Settings中，將Step Controls的initial Substeps設(shè)置為50，Minimum Substeps設(shè)置為40，Maximum Substeps 設(shè)置為80；其余采用默認設(shè)置。
Step8：
載荷及邊界條件
。
齒輪1設(shè)置為主動輪，施加載荷為運動副載荷Joint Loads（如下圖一），運動副載荷類型為轉(zhuǎn)速 Rotational Velocity（如下圖二），設(shè)置轉(zhuǎn)速為0.3rad/s。為了便于收斂，我們使用斜坡加載方式，具體設(shè)置如下。
齒輪2設(shè)置為從動輪，施加載荷為運動副載荷Joint Loads，運動副載荷類型為扭矩 Moment，設(shè)置阻力矩為10N · mm。
Step9：求解與后處理
。
計算結(jié)果如下：
歡迎大家評論轉(zhuǎn)發(fā)支持！
展開 abaqus 動態(tài)分析導(dǎo)入靜態(tài)分析步驟怎么操作
現(xiàn)在分析一個被壓物體的殘余應(yīng)力為了獲取穩(wěn)態(tài)的殘余應(yīng)力要將動態(tài)數(shù)據(jù)導(dǎo)入靜態(tài)數(shù)據(jù)中卸載請問怎么實現(xiàn)。是復(fù)雜原始模型然后在預(yù)定義場中定義要分析的部件的odb設(shè)置好分析步和增量步然后 定義分析步卸載然后提交作用么。。。求解
基于Rsoft的單模光纖彎曲結(jié)構(gòu)及研究分析
今天向大家介紹一下光纖彎曲的模型，僅僅需要兩個操作步驟即可完成哦，來咱們直接上干貨：
Step1:配置環(huán)境變量，具體如圖1所示
圖1 基本環(huán)境變量配置
圖2 纖芯配置
圖3 包層配置
選用研究模塊：beamprop
入射光中心波長：1.55微米
環(huán)境介質(zhì)：1.0（空氣）
光纖直徑：125微米（包） 8.3微米（纖芯）
光纖長度：本例中3.5厘米
結(jié)構(gòu)：fiber
折射率：1.45205（芯）1.44681（包）
Step2:光纖彎曲配置
圖4 彎曲配置
操作方式：選擇more選項，在bend選項下輸入曲率半徑值即可進行后續(xù)分析
Step3:模擬結(jié)果分析
圖5 光場及單一波長傳輸譜
如圖所示，我們可以很明顯的看到當入射光在光纖中傳輸時，由于彎曲的作用部分纖芯中傳輸?shù)墓饽芰繉再渴挪ǖ男问叫孤兜桨鼘訁^(qū)域中，但同時會與纖芯中的能量進行耦合，因此會發(fā)生一定程度的模式能量耦合現(xiàn)象，即產(chǎn)生諧振波。
進一步地通過掃描全波長地形式，我們可以得到相對應(yīng)的透射光譜:
圖6 傳輸光譜對比
最后，有光學(xué)仿真相關(guān)需求歡迎通過微信公眾號聯(lián)系我們。
微信公眾號：320科技工作室。
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