地震結構失效研究的案例
【CAE案例】地震載荷下鋼筋混凝土結構的行為研究
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哈工大《CS》：具有形狀記憶能力的3D打印連續纖維增強復合波紋夾芯結構的彎曲性能及失效行為研究
相關研究表明，3D打印集成構建的新夾芯結構，特別是拓撲優化的微觀結構，通常面板與夾芯之間具有較高的粘合強度，有助于實現良好的彎曲性能。當原材料是可編程材料時，如形狀記憶聚合物(SMPs)，3D打印物體通常具有通過預定的刺激改變其物理特性的能力。
可編程材料與3D打印技術相結合的制造工藝為多功能輕量化結構的設計和制造帶來了新的機遇。
近年來，通過一種創新的3D打印工藝，已經成功地制造出了連續纖維增強熱塑性聚合物復合材料。該工藝還可用于構建具有可控性能的連續纖維增強復合材料輕量化結構(CFRCLSs)，使得FRC部件和多功能結構的低成本制造具有廣闊的前景。Hou等人通過3D打印制造具有復雜構形的CFRCLSs，并初步研究了CFRCLSs的壓縮性能。Sugiyama等人利用連續的碳纖維和纖維張力制作了不同芯形狀的夾芯結構。Essassi等人研究了3D打印生物基復合夾芯梁的彎曲疲勞行為。然而，
雖然對于CFRCLSs的3D打印和力學行為有一些初步的研究報道
，但
仍缺乏對3D打印CFRCLSs的彎曲性能和失效行為的廣泛的理論和實驗研究
。此外，
幾乎沒有使用SMPs3D打印CFRCLSs的先例
。
展開 【CAE案例】結構仿真對層壓木質結構的地震響應進行自動化非線性建模中的應用
01 研究背景
本次研究對象木質結構，這種傳統材料其實有著顯著的各向異性。使用木頭制作的交叉層壓板（圖2），即CLT板同樣具有各向異性。CLT板材在兩個主方向上有不同的抗彎剛度和平面穩定性，在墻面和地板的建造中都有使用。
圖1 木材的各向異性
圖2 CLT板的結構
木質結構在地震的整體表現主要由接觸和離散的連接結構決定。連接結構對壓縮沒有反力，但對拉力或剪力有尖銳的響應，并且板與板之間的接觸是單邊的。
圖3 地震對結構的作用方式
02 自動化建模方法
藍色：墻面
黃色：墻間接觸面
綠色：墻地板接觸面
暗紅：地板面
鮮紅：角支架（只有抗剪剛度的K_T_D_L 彈簧）
黑色：WC/WFC/FC（有抗剪剛度和軸向剛度的K_T_D_L 彈簧）
紫色：拉力構件（只有軸向剛度的K_T_D_L 彈簧）
圖5 拉力構件的力學響應
圖6 網格
模型一共有449個面（61個CLT板），204個有接觸和摩擦的邊緣，1543個離散元件代表9種連接構件，211個板件連接。所有的組和連接區域都是自動生成的。
03 計算結果
線性模型
無摩擦接觸
非線性模型
有接觸摩擦，μ=0.2
非線性模型
有接觸摩擦，μ=0.2
低加速度時的兩種建模的差別
（左）直接連接，（右）有接觸和摩擦
（左）時變場驗證，（右） 累計場驗證
04 結論與展望
檢驗的應力場包括：
1. 板子的軸向（壓或拉）力與扭矩結合產生的板在縱向的應力；
2. 垂直于板的剪切力產生的縱向剪切應力；
3.
展開 金屬韌性損傷材料失效模型應用實例-Abaqus/Explicit鋼制管狀結構多工況沖擊損傷失效分析 ￥49.9
在常溫狀態下，大多數工程金屬具有較高的韌性，這種情況下，材料的失效分析通常會使用韌性損傷漸進失效模型。
如下圖所示，該模型完整的定義了材料的彈性階段、塑性階段、損傷起始與損傷演化。材料承載經歷彈塑性階段后達到損傷起始點a，繼續承載，損傷后的材料剛度折減，出現軟化，直到損傷參數D=1時，材料剛度退化為0，單元刪除。
韌性材料損傷漸進失效模型
工程案例：
鋼制管狀結構多工況沖擊損傷失效分析
上圖案例中的分析工況按閱讀順序依次是：
沖擊質量5kg，速度100m/s，桶厚5mm;
沖擊質量25kg，速度100m/s，桶厚5mm;
沖擊質量25kg，速度200m/s，桶厚5mm;
沖擊質量25kg，速度300m/s，桶厚5mm;
沖擊質量25kg，速度400m/s，桶厚5mm;
沖擊質量25kg，速度500m/s，桶厚5mm;
沖擊質量25kg，速度500m/s，桶厚20mm;
沖擊質量25kg，速度400m/s，桶厚50mm;
沖擊質量25kg，速度500m/s，桶厚50mm;
付費部分為鋼制管狀結構多工況沖擊損傷失效分析案例的9種工況共計9個inp文件壓縮包+CAE 源文件壓縮包。
展開 
微地震：微震研究中的難點問題 附EERA下載
另外，根據微地震能量求解裂縫空間尺度，最終獲取致密儲層裂縫帶精細結構的研究還在探索階段。
微震作為儲層壓裂評價的重要依據，其理論方法和技術研究的重要性不容忽視。更多微震研究的難點問題“微地震形成的裂縫的連通性”，“微地震震源參數與介質參數的聯合反演”，“微地震與巖石物理實驗中聲發射的對比研究”，“微地震震源參數的綜合評價”等。
下載地址：EERA
系泊失效后漂浮式風力機平臺動態響應研究
郭俊凱等[16]針對3MW水平軸風力機探究了多載荷共同作用對風力機結構部件的影響，為風力機的結構優化設計和安全運行提供了數據參考。
上述文獻關于系泊對漂浮式風力機的影響已開展了較全面的研究，且分析了系泊失效對平臺的影響，但仍存在一定局限。由于漂浮式風力機不僅受到浪載荷和流載荷的影響，上部結構（葉輪、塔架和機艙等）還會受到風載荷的作用，且風載荷與浪、流載荷存在相互耦合，共同影響整機運動。因此，本文基于F2A開展了風、浪、流耦合作用下不同位置系泊失效對平臺響應特性的研究[17]。
1 研究對象
1.1 漂浮式風力機模型
研究對象為基于ITI Energy Barge平臺的NERL 5 MW漂浮式風力機。風力機主要參數見表1，漂浮式平臺主要參數見表2，漂浮式風力機整機[18]如圖1所示。通過kaimal湍流風譜模型，生成了漂浮式風力機全流域風場，由葉素動量理論結合風力機翼型氣動參數，對風輪在額定風速11.4m/s所受非定常氣動載荷進行了求解。并基于P-M波浪譜生成漂浮式平臺所處海域的不規則波，根據輻射/繞射理論計算3m有義波高與10s跨零周期的波浪載荷。
表1 NREL 5MW風力機參數表
表2 ITI Energy Barge平臺參數表
圖1 Barge平臺漂浮式風力機
1.2 漂浮式風力機系泊系統
Barge平臺通過與四個角上導纜孔的8根系泊與海底錨點相連，圖2為帶系泊的平臺俯視圖，系泊參數見表3。系泊失效的標準可以根據風力機的設計和運行條件來確定，本文中失效標準是一旦系泊張力超過預設的限制，就認為系泊系統失效。
圖2 系泊示意圖
表3 系泊參數
在AQWA中可將連接到平臺的每條系泊纜建模為準靜態或動態懸線鏈。系泊纜的準靜態懸鏈線模型的局部坐標系如圖3所示。
展開 研究發現：人工智能可以提早預測地震和海嘯
人工智能（AI）現在有了一種全新的用途：用來預測地震和海嘯。東京首都大學的一個團隊使用機器學習技術來分析地磁場的微小變化，和現有方法相比，他們創建的系統有望更早地預測到自然災害的發生。
“地震和海嘯伴隨著地磁場的局部變化，”該副教授Kan Okubo領導的研究人員寫道。“對于地震來說，這主要是一種壓磁效應，沿著斷層釋放累積的大量應力，會引起地磁場的局部變化；而對于海嘯來說，突然而巨大的海洋運動會導致大氣壓力的變化，這反過來影響了電離層，隨后改變了地磁場。”
這兩者都可以通過設在多個位置的觀測點來進行檢測。這種方法的主要好處是速度快，因為電磁波以光速傳播，我們可以通過觀察地磁場的變化，瞬間檢測到災難的發生。
這個大學的團隊開發了一種先進的機器學習算法，模擬了神經元在人腦內的連接方式。然后他們向系統中輸入了大量的歷史測量數值，以便創建和優化極其復雜的多層“濾網”，最有效地將數據和實際測量數值對應起來。
利用2015年采集的50萬個數據點，他們創建了一個系統，對觀測點磁場的估算達到前所未有的精度。
“該系統可以和高靈敏度的探測器網絡配合使用，以實現對地震和海嘯的快速檢測，提供有效的預警系統，可以最大限度地減少損失并挽救生命，”該團隊說。“建立一個更加準確的預警系統可以讓居民有足夠的時間逃生，例如前往地勢較高的位置或地震避難所。”
這項研究發表在《IEICE Communications Express》期刊上。
展開 汽車碰撞中低壓線束的失效評價方法研究
目前業界對汽車電路系統的碰撞保護研究多集中在油電混合動力或純電動車輛的高壓電路系統上，并且將其分為高壓元器件和高壓線束進行研究，高壓元器件的碰撞損傷評價主要以元器件外殼是否超過其所用材料斷裂應變來判斷，而高壓線束的失效風險評價大多以其是否會受到明顯擠壓進行主觀判定，并無較為明確的量化評價指標。接桂利、朱西產團隊用CAE 分析的方法對高壓元器件和高壓線束進行碰撞評價，其中高壓線束采用四面體實體單元建模，以是否被擠壓進行風險判斷[4]；曾澤江對高壓線束采用六面體+四面體實體單元的方式進行了精細化建模，同樣采用是否有擠壓或剪切風險進行風險判斷[5]。這些研究對車輛上大量使用的低壓線束并未過多涉及，并且僅是按照碰撞過程中是否有擠壓或剪切風險進行定性判定，而這些低壓線束不僅在功能上與高壓模塊及高壓線束強相關，而且其失效往往同樣會引起較大的安全事故，需要引起足夠的重視。
低壓線束在整車碰撞工況中的失效情況包括切割和擠壓2 類。切割失效主要是零件銳邊與線束的點面接觸或線面接觸導致線束被割破，甚至割斷；擠壓失效主要是零件沿碰撞方向對線束進行擠壓，導致線束絕緣皮破損，金屬導線部分露出[6]。切割風險主要通過前期布置設計規避，本文重點研究線束在碰撞擠壓時可承受的擠壓失效極限，以期獲得相應的設計評價指標。
展開 超高強鋼材料碰撞失效行為仿真預測技術研究
摘 要：為了提高超高強鋼材料在整車碰撞過程中的失效行為仿真預測精度，對比分析了主流求解器LS＿DYNA中GISSMO等6種典型失效模型的原理，并針對GISSMO失效模型中影響整車碰撞失效仿真精度最為關鍵的參數材料斷裂極限應變及網格尺寸修正特性設置方法進行了研究。斷裂極限應變標定過程中應變路徑存在非線性，需要采用加載歷程平均應力三軸度來進行描述；默認的網格修正設置方法難以兼顧不同應力狀態，采用自定義的網格尺寸修正設置方法可以有效提高典型應力狀態下不同網格尺寸模型仿真預測結果的一致性。
關鍵詞：超高強鋼;失效;GISSMO;
1 前言
節能與安全是汽車行業一直以來關注的兩大話題。近年來，實現汽車燃油經濟性目標，整車整備質量持續下降，車身輕量化重要性進一步凸顯；另一方面，行業安全法規也在持續加嚴，對車身結構強度提出了更高的要求[1]。超高強鋼材料兼具輕量化、性能與綜合應用成本優勢，近年來在汽車行業應用范圍不斷增加。隨著汽車行業安全法規不斷升級，超高強鋼結構件在汽車碰撞過程中需要吸收更大的能量；同時，隨著材料強度的上升，其韌性通常會有所下降[2]，因而導致車輛關鍵結構件在碰撞過程中開裂失效風險顯著增加，嚴重影響車輛被動安全性能。為此，汽車行業普遍采用有限元仿真分析方法來預測超高強鋼材料在碰撞工況下的失效行為[3,4,5,6,7]，為車輛結構與用材設計提供優化方向。
本研究介紹了目前超高強鋼材料碰撞失效行為預測領域的最新研究進展，并針對目前常用的網格尺寸縮放問題進行了研究，可以為提高超高強鋼材料在整車碰撞過程中的失效行為預測精度提供一定的參考。
2 失效模型選擇
對于超高強鋼等金屬材料而言，韌性斷裂是其最主要的失效形式，采用基于應變的失效模型可以更好地預測其失效行為。
展開 ABAQUS框架-土體結構地震作用時程分析（包含上部框架結構定義、柱下獨立基礎、土體模型） ￥20
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本模型計算框架結構在地震作用下的時程分析，模型建立了框架上部框架結構包括梁、板、柱，柱下獨立基礎以及一定范圍內的土體（定于無限元），包含了結構-土體，即SSI模型，地震作用添加的是Elcentro波，通過該模型，可以學會簡單SSI（structure -soil interaction）模型的定義，地震作用的添加以及無限元的定義。通過學習該模型可類比分析地下結構地層模型的地震作用時程分析，比如地鐵，地下通道，綜合管廊等。
TIM截圖20190218113315.png
展開 框架結構 剪力墻結構 ABAQUS水平地震力計。算 ,push over ，動力時程計算 ，反應譜
框架結構 剪力墻結構 ABAQUS水平地震力計。算 ,push over ，動力時程計算 ，反應譜(二維建模，三維建模)
功率半導體IGBT失效分析與可靠性研究
1 分析與生效機理研究
1.1 失效器件無損檢測分析
1.1.1 X-ray透射分析
失效IGBT表面無損傷，萬用表測試1、2、3腳互相短路，X光透射內部IGBT芯片金線焊接等無異常，片芯表面有燒毀點（圖1），分析內部過電損傷導致失效。
圖1 IGBT X光透射圖片
1.1.2 開封解析
對主板失效IGBT進行開封解析，內部片芯表面有擊穿燒痕跡，IGBT失效均為有源區（active area）受到高能量損壞，分析主要為過電擊穿失效，如表1所示。
1.1.3 IGBT結構描述
絕緣柵雙極性晶體管IGBT等效電路如圖2所示。
圖2 IGBT結構描述
1.1.4 失效IGBT應用電路
如圖3， 紅框部分為PFC電路整流濾波部分，C401電容具有濾波和抑制EMI作用，PFC主電路部分由PFC電感L3、IGBT及快恢復二極管D901組成。當IGBT閉合時電感L3充能，IGBT斷開時電感L3釋放電能。IGBT應用電路結構圖如圖3所示。
圖3 IGBT應用電路
2 失效原因及失效機理分析
經過對失效IGBT器件ESD能力檢測、極限參數測試分析（極限耐壓、SOA安全工作區、開關損耗）、應用環境、驅動電路設計、整機工作波形分析、熱設計分析發現其存在眾多不足，總結歸納如下。
展開 基于強度沖擊的手機塑膠外殼失效預測研究
謝謝
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框架結構地震時程分析
框架結構地震時程分析
ANSYS框架結構地震時程分析
主要闡述了地震波選波的一些關鍵點，如何根據設計反應譜人工生成地震波，ANSYS讀入地震波的方法以及計算結果的輸出方法以及其他的一些相關技巧。
