結構耐久的案例
汽車底盤件結構耐久自動分析系統研究
本文針對汽車底盤件的結構耐久性能，通過開發算法和編寫代碼的方式，建立了能快速完成載荷分解和有限元分析各操作步驟的流程自動化系統，實現工作效率和結果一致性的顯著提升。通過某車型動力總成懸置支架的優化問題，對該系統的有效性進行了驗證。
1 流程自動化系統總體框架
底盤件的結構耐久仿真分析涵蓋了剛度、強度和疲勞耐久分析，整個工作流程如圖1所示?？梢钥闯?，無論是剛、強度分析還是疲勞分析，都涉及載荷分解、材料特性獲取、CAE模型準備、求解計算和后處理這5個關鍵步驟，其中的載荷數據、材料屬性和幾何模型是仿真分析的三要素［7］。
圖1所示的結構耐久分析流程可以劃分為載荷分解和有限元分析兩部分工作。載荷分解是整個分析流程的起點，為后續工作提供了必要的輸入。有限元分析根據用戶實際使用情況制定相應的仿真工況，基于彈性力學、塑性力學、材料學、有限元以及疲勞耐久等理論開展仿真計算。
本文針對底盤件的載荷分解和有限元分析兩部分開展研究。在載荷分解方面，基于多體系統動力學、二叉樹、統計學等理論，利用Visual C++、Matlab等語言開發載荷提取、載荷后處理系統，滿足工程師在載荷分解過程中的各種需求。在有限元分析方面，基于高等數學、空間矢量幾何、計算機圖形學等理論，利用Tcl/Tk語言，在Hyper-Works軟件平臺下建立有限元分析流程自動化系統，使建模、求解、后處理和生成分析報告的流程可以自動完成。
展開 論土建結構工程的安全性與耐久性
摘要：本文分析了我國土建結構工程的安全性與耐久性現狀, 通過交流近年來這一領域的研究成果, 探討了亟待解決的重大問題與應對途徑, 并積極提出建議, 以使土建工程結構的安全性與耐久性能夠更好地適應我國現代化建設的需求。
中國論文網 http://www.xzbu.com/2/view-4674120.htm
關鍵詞：土建結構工程, 安全性, 耐久性, 可靠度, 使用壽命
中圖分類號：V552+.4文獻標識碼： A
引言：
土建結構工程的安全性與耐久性是我國建設行業的一大課題。分析我國土建結構工程的安全性與耐久性現狀，交流近年來這一領域的研究成果，探討亟待解決的重大問題與應對途徑，使土建工程結構的安全性與耐久性能夠更好地適應我國現代化建設的需求，適應我國經濟轉型后面向市場經濟的需求，是廣大建設者的一項重要任務。
土建結構工程的安全性
結構安全性是結構防止破壞倒塌的能力，是結構工程最重要的質量指標。結構工程的安全性主要決定于結構的設計與施工水準，與結構的正確使用（維護、檢測）有關，而這些又與土建工程法規和技術標準（規范、規程、條例等）的合理設置及運用相關聯。
1．我國結構設計規范的安全設置水準
對結構工程的設計來說，結構的安全性主要體現在結構構件承載能力的安全性、結構的整體牢固性及結構的耐久性等幾個方面。
1.1 構件承載能力的安全設置水準
與結構構件安全水準關系最大的兩個因素是：
1）規范規定結構需要承受荷載（荷載標準值）的大小。比如，同樣是辦公樓，自1959 年以來我國規范均規定樓板承受的活荷載是每平方米150 公斤(現已確定在新的規范里將改回到200 公斤)，而美、英則為240 公斤和250 公斤。
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結構耐久性：結構疲勞測試的完整系統
電動汽車將推動耐久性測試進入一個新的時代。需要采用新材料和新結構，以滿足用戶，節能和成本效益方面的需求。
合金、復合材料和其他材料的混合應用，最終將產生今天看來可能相互矛盾的新特性，例如在單一材料中獲得低粘度和高強度金屬基體結構。可變形材料將有助于在創建一種新的自適應結構。在大自然無盡的創造力的啟發下，新的剛度、空氣動力學水平等將得以實現。
添加劑改良正改變著新一代工程師的思維方式，從“功能遵循形式”轉變為“形式遵循功能”，只需一小部分材料即可獲得同等或更高的性能。這些新材料和新結構復雜和高度的各向異性，以及新的制造方法將需要大量的模擬和測試，以確保其耐久性。
選擇最好的合作伙伴來幫助您的工程師面對這些挑戰，首先是獲取真實的負載數據，通過選擇合適的應變片和數據采集硬件和軟件，將這些分析結果應用到原型產品上，以獲取可靠的測試數據。這也是 HBM 一貫所遵循的。
軟件和分析
軟件是獲得準確測量結果，以及進行數據分析的關鍵。
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行業應用方案 | 結構耐久性（疲勞）分析
現實世界中幾乎所有的結構部件都要承受某種類型的重復或變化的載荷，疲勞過程中難以檢測到損傷演化，同時，損傷累積往往是不可恢復的，可能在沒有任何征兆的情況下導致災難性故障。研究表明，80%-90%的結構失效具有疲勞機制，每年因為疲勞失效導致的經濟損失高達數萬億美元。
仿真是開展耐久性設計和優化最經濟、最有效的手段，設計師可以根據預期的壽命對產品設計進行優化。大幅地減少試驗次數，提升品牌形象，降低故障率和返修成本。
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Ansys提供完備的耐久性分析解決方案，從CAD 到疲勞分析結果無縫分析流程。從前處理（幾何清理和網格劃分）的SCDM，到結構分析求解器Mechanical和LS-Dyna，流體求解器Fluent，高級疲勞求解器nCode DesignLife，以及實現參數化、流程自動化的WorkBench平臺，再到實現優化設計的optiSLang等等。整個耐久性分析可以完全整合到Ansys Workbench的工作流中。
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展開 沒想到，混凝土結構耐久性問題的罪魁禍首竟然是它！
規范中對于強度的要求過高，容易導致耐久性問題。
實驗室得到的混凝土耐久性試驗數據，由于存在試件尺寸、邊界以及受力條件與實際結構相差較大，導致其可靠性不是很高。
因此，P.K.Mehta教授建議首先在規范方面，應該強調若結構有耐久性要求，混凝土配合比需要以耐久性要求為準。且水泥用量不宜過大，單位用水量不宜過大，還可以添加礦粉、粉煤灰等礦物添加劑，來降低水化熱、強度、早期彈性模量。這是為什么當摻入礦物外加劑(如50%粉煤灰)的混凝土在控制裂縫和保持較好抗滲性上做的較好。
需要注意的是，在現有材料和施工方法條件下，建造質量好，強度高，耐久性也好的建筑簡直是神話——因為現代工業要求施工進度，快速施工下注定對耐久性的考量無法周全。我們目前使用的建筑材料、快速施工方法，都是20世紀之后才有的，這些都是新問題，也都是有待解決的重要問題。提高混凝土結構的耐久性，必須從材料選擇、混凝土配合比，以及施工方法等多方面一同努力才可能最終解決。
說點自己的體會吧：
P.K.Mehta教授的這篇文章，發表于十幾年前，但今天讀起來依然不過時，依然有很高的借鑒價值：
咱們做工程，得把結構看成一個體系，這里面不只是內力分布、應力分布，還應該包括實際結構材料屬性、結構暴露的自然環境等諸多方面，用系統地方法論，才能看得出一些現象背后的本質；
就水泥細度這個問題，這兩年由于課題組項目的原因，和施工單位實驗室、水泥廠有過一些接觸，給我的感覺就是對這個問題缺乏認識和關注。而且現在有些水泥廠單純為了達到早期強度，將夏季配方的水泥細度設置到令人驚訝的程度，導致水泥顆粒非常細、比表面積非常大，直觀體現就是膠凝材料需水量猛增，混凝土流動性下降。最關鍵的是過細的水泥，導致絕大部分水化反應都在混凝土澆筑早期完成，導致混凝土后期強度增長緩慢——有的甚至7天以后強度就不增長了！
展開 重型裝備結構完整性和耐久性能的改進（附視頻下載）
改進重型裝備結構完整性和耐久性能
了解數字化雙胞胎實施如何提供端到端耐久性工程方法來加快上市時間、避免產品召回和滿足客戶需求。
比以前更快地驅動產品設計，以獲得更好的、成本更低并且更可靠的產品
聆聽 Ralf Leis 演示結構完整性和耐久性工程的創新領域。千萬不要錯過與我們的專家交流學習以下內容的機會：
在真實用例下獲取客戶端真實世界的機器負荷
精確了解載荷
考慮當地客戶和市場習慣以及機器使用負荷
遠在原型可用之前預測虛擬機器載荷
預測材料、幾何體和焊接對于強度和疲勞的影響
平衡相互沖突的目標，例如重量、強度和耐久性能
我們將一起探討此方法帶來的益處和其他工程見解，研究重型裝備設計中完整數字化雙胞胎創建的后續步驟。
點擊獲取完整視頻：http://jishulink555.mikecrm.com/Ugvb5iT
以下為部分截取
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HyperLife 結構疲勞損傷耐久計算基礎培訓
Altair官方線下培訓日程公布-9月25日，北京，HyperLife 結構疲勞損傷耐久計算基礎培訓
線下培訓時間：2024.9.25-9.26（為期兩天）
培訓地點：北京
溫馨提示：
線下公開培訓僅支持報名后當天觀看線上直播，暫不提供回看錄播。
培訓席位有限，請至少提前一周報名，報名入口請耐心等待帖子更新或添加客服。
#線下培訓教室地點：
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北京市朝陽區東三環中路5號 財富金融中心（FFC大廈）1907室
如您有其他問題請聯系技術鄰客服jishulink888回復【線下】咨詢↑
HyperLife 結構疲勞損傷耐久計算基礎培訓
Altair官方線下培訓日程公布-7月23日，武漢，HyperLife 結構疲勞損傷耐久計算基礎培訓
線下培訓時間：2024.7.23-7.24（為期兩天）
培訓地點：武漢
溫馨提示：
線下公開培訓僅支持報名后當天觀看線上直播，暫不提供回看錄播。
培訓席位有限，請至少提前一周報名，報名入口請耐心等待帖子更新或添加客服。
#線下培訓教室地點：
武漢辦公室：
武漢市經濟開發區創思匯科技大廈16層
如您有其他問題請聯系技術鄰客服jishulink888回復【線下】咨詢↑
HyperLife 結構疲勞損傷耐久計算基礎培訓
<h3 class="ql-align-justify">Altair官方線下培訓日程公布-10月23日，武漢，HyperLife 結構疲勞損傷耐久計算基礎培訓</h3><p class="ql-align-justify"><strong>線下培訓時間：2025.10.23-10.24（為期兩天）</strong></p><p class="ql-align-justify"><strong>培訓地點：武漢</strong></p><p class="ql-align-justify"><strong>溫馨提示：</strong></p><ul><li><strong>線下公開培訓</strong>僅線下參加，暫不實行線上直播/錄播。</li><li>培訓席位有限，請至少提前一周報名，報名入口添加客服獲取。
展開 機械重工CAE丨用仿真技術改進設備結構完整性與耐久性能、能源效率
1、改進重型裝備結構完整性和耐久性能
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平衡相互沖突的目標，例如重量、強度和耐久性能
我們將一起探討此方法帶來的益處和其他工程見解，研究重型裝備設計中完整數字化雙胞胎創建的后續步驟。
以下為部分截取
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2、使用系統仿真改進機器生產率的同時關注能源效率
以多軸機械手臂電力驅動選型為例，確保所有機器性能屬性之間的最佳平衡。
在過去幾十年里，工業機器越來越復雜。
展開 白皮書：重型裝備的耐久性和結構完整性
重型裝備都是在世界上極為惡劣的環境中運行，所以從結構完整性和耐久性的角度來看，重型裝備堪稱設計要求嚴苛的車輛類型。
下載本白皮書，了解完全集成式 3D 仿真 CAE 解決方案以及真實數據收集和測試軟件包如何幫助重型裝備 OEM 以更低成本和更快速度將高質量的新產品推向市場。
重型裝備的耐久性測試
雖然仿真可通過虛擬方式驗證產品的設計和壽命，但物理測試在了解真實負載方面發揮著關鍵作用?，F場數據評估中的耐久性測試包括數據采集硬件、數據采集軟件和數據分析軟件等要素。
Simcenter 的數據采集
現場采集數據給重型裝備 OEM 帶來了諸多挑戰。其解決辦法是使用先進的數據采集系統，該系統應該非常高效且經過優化，可以大幅減輕工程師和操作員的工作負擔。使用 Simcenter SCADAS RS 確定數據采集硬件系統之后，就可以采用基于個人電腦的軟件解決方案（例如適用于測試工程的集成式解決方案 Simcenter Testlab）連接到硬件。通過 Simcenter RS Recorder 應用程序靈活訪問系統，可以使用任何設備（如個人電腦、平板電腦和手機等）在無線模式下采集和上傳數據。該智能操作系統可以自動管理自身，所以操作員可以專注于駕駛設備。
用于耐久性預測的 CAE 仿真
結構分析是仿真的起點。在對某個組裝件進行測試時，該 3D 仿真解決方案會將計算機輔助設計 (CAD) 和 CAE 工具關聯起來。仿真測試可用于開展虛擬測試，即開展在重型裝備常見物理場景中難以實現的測試。西門子的 Simcenter 3D 為重型裝備制造商進行 3D 仿真提供了全面的完全集成式 CAE 解決方案。
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