電CAE
關(guān)注創(chuàng)建者：onlyromand 創(chuàng)建時(shí)間：2016-08-12
電CAE的實(shí)例教程
電飯煲的散熱是家電行業(yè)在可靠性設(shè)計(jì)中所關(guān)心的最基本的問題，通過CAE仿真指出鍋體、鍋底、內(nèi)外層鍋蓋的溫度分布等，為進(jìn)一步改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)，為家電行業(yè)在提高可靠性、降低產(chǎn)品的損壞率、壓縮成本方面起到了顯著的作用。
產(chǎn)品問題概述
通過CAE仿真技術(shù)，分析某型號電飯煲內(nèi)的米飯?jiān)诩訜嵬瓿珊蠓胖? 個(gè)小時(shí)，鍋體及米飯的最終溫度。首先是有限元模型的建立，包含了內(nèi)層鍋體、外層鍋體、鍋底、內(nèi)層鍋蓋、外層鍋蓋、米飯、內(nèi)外層鍋體之間的空氣、內(nèi)外層鍋蓋之間的空氣以及米飯和內(nèi)層鍋蓋之間的空氣，在用Hypermesh劃分網(wǎng)格的時(shí)候需要嚴(yán)格注意網(wǎng)格的尺寸，以保證合適的單元數(shù)目保證計(jì)算時(shí)間和計(jì)算精度。然后是材料參數(shù)的選定，比如密度、熱傳導(dǎo)等，還有對傳熱方式的設(shè)置實(shí)現(xiàn)以及加載的條件設(shè)定。最后用Abaqus求解得到結(jié)果分析圖。
原圖模型如下所示：
計(jì)算結(jié)果：
結(jié)論：
從上圖各結(jié)果中可以看出，放置6個(gè)小時(shí)后米飯的最高溫度為36.9℃，發(fā)生在米飯的中央位置，此時(shí)米飯的平均溫度約為34℃。
使用軟件：
Hypermesh
Abaqus/standard
關(guān)于有限元科技
深圳市有限元科技有限公司（簡稱有限元科技/FEATech／元王）成立于2007年，是一家以計(jì)算機(jī)輔助工程CAE(Computer Aided Engineering)為主業(yè)，以工程仿真軟件開發(fā)為核心，集CAE咨詢、CAE培訓(xùn)、CAE軟件研發(fā)與銷售為一體的高科技企業(yè)。
是國內(nèi)一流的行業(yè)性CAE仿真軟件開發(fā)企業(yè)。目前公司已經(jīng)自主開發(fā)了多個(gè)行業(yè)性CAE仿真軟件，填補(bǔ)了國內(nèi)行業(yè)性CAE軟件的空白。國內(nèi)領(lǐng)先的集成產(chǎn)品設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)研發(fā)企業(yè)。我們自主成功開發(fā)元王集成產(chǎn)品設(shè)計(jì)仿真平臺(tái) ，協(xié)助企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的落實(shí)，對設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)容進(jìn)行積累。
展開 總結(jié)：
綜上所述，電連接器領(lǐng)域的冷熱沖擊仿真分析，需要考慮界面接觸、注塑殘余應(yīng)力、玻纖方向、熔接線的影響，對于有玻纖的材料，需要使用Digimat等軟件進(jìn)行復(fù)合材料擬合，與模流軟件及結(jié)構(gòu)類軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真，CAE仿真分析結(jié)果可能才會(huì)趨于實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果；
此次分析結(jié)果沒有考慮嵌入件在合模、注塑過程的預(yù)應(yīng)力影響，在實(shí)際產(chǎn)品注塑過程中，嵌入件合模受壓或者注塑過程因?yàn)樽⑺軌毫Σ痪鶎?dǎo)致嵌入件有預(yù)應(yīng)力存在，也會(huì)影響冷熱沖擊試驗(yàn)的結(jié)果；
小結(jié)：本文基于一個(gè)簡單的開裂測試模型，綜合分析了CAE分析冷熱沖擊試驗(yàn)過程的影響因素，實(shí)際產(chǎn)品的分析過程會(huì)更加復(fù)雜，還需要進(jìn)一步的探索與積累；
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展開 OBC模塊經(jīng)過HV-BOX中疊層銅排與動(dòng)力電池相連，OBC可將輸入的家用220 V交流電轉(zhuǎn)換成高壓直流電，輸入到動(dòng)力電池中，此過程為動(dòng)力電池慢充過程。
該電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的冷卻水路、PUMP和電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)外部的冷卻控制系統(tǒng)可組成封閉的回路。PUMP為回路中冷卻液循環(huán)提供動(dòng)力，冷卻控制系統(tǒng)完成回路中冷卻液的熱交換，對電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中EM,IPU，DCDC，OBC進(jìn)行冷卻[11-12]。EM和G-BOX采用機(jī)械連接，通過花鍵軸、花鍵套結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞。
2 數(shù)值建模
2.1 模型建立
將多合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)三維數(shù)模進(jìn)行簡化處理，導(dǎo)入到仿真軟件中進(jìn)行預(yù)處理，得到模型如圖3所示，利用此模型進(jìn)行有限元分析。
圖3 預(yù)處理模型
2.2 材料屬性
該多合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中各部件的材料不同。控制器殼體、上下蓋板、電機(jī)端蓋、減速器殼體及支架的材料為ADC12，定子鐵心材料為硅鋼，電機(jī)殼體材料為A365.0-T6，軸材料為20CrMnTi，屏蔽板材料為Q195，具體的材料屬性如表1所示。
表1 材料及物理屬性
3 CAE仿真分析
3.1 模態(tài)分析
在進(jìn)行模態(tài)分析時(shí)，低階固有頻率對振動(dòng)影響較大，無需表示出全部階次下的固有頻率，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取前八階模態(tài)進(jìn)行分析。仿真分析結(jié)果表示，一階模態(tài)為108.2 Hz，發(fā)生在控制器系統(tǒng)中屏蔽板(以下簡稱屏蔽板)處，如圖4(a)所示；二階模態(tài)為157.1 Hz，依然發(fā)生在屏蔽板處；控制器系統(tǒng)的整體模態(tài)發(fā)生在第七階，如圖4(b)所示，大小為437.8 Hz；八階模態(tài)為443.9 Hz，發(fā)生在屏蔽板處。
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2 數(shù)值建模
2.1 模型建立
將多合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)三維數(shù)模進(jìn)行簡化處理，導(dǎo)入到仿真軟件中進(jìn)行預(yù)處理，得到模型如圖3所示，利用此模型進(jìn)行有限元分析。
圖3 預(yù)處理模型
2.2 材料屬性
該多合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中各部件的材料不同。控制器殼體、上下蓋板、電機(jī)端蓋、減速器殼體及支架的材料為ADC12，定子鐵心材料為硅鋼，電機(jī)殼體材料為A365.0-T6，軸材料為20CrMnTi，屏蔽板材料為Q195，具體的材料屬性如表1所示。
表1 材料及物理屬性
3 CAE仿真分析
3.1 模態(tài)分析
在進(jìn)行模態(tài)分析時(shí)，低階固有頻率對振動(dòng)影響較大，無需表示出全部階次下的固有頻率，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取前八階模態(tài)進(jìn)行分析。仿真分析結(jié)果表示，一階模態(tài)為108.2 Hz，發(fā)生在控制器系統(tǒng)中屏蔽板(以下簡稱屏蔽板)處，如圖4(a)所示；二階模態(tài)為157.1 Hz，依然發(fā)生在屏蔽板處；控制器系統(tǒng)的整體模態(tài)發(fā)生在第七階，如圖4(b)所示，大小為437.8 Hz；八階模態(tài)為443.9 Hz，發(fā)生在屏蔽板處。
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本文介紹的是研討拓展CAE的適用范圍，將其用于可靠性高的固定型VRLA電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用事例，是有關(guān)為提高36V—VRLA電池的性能，采用CAE研究電槽形狀的實(shí)例報(bào)告。
2 事例（1）：固定型VRLA電池
2.1 分析的目的
固定型VRLA電池一般要求壽命性能在10年以上，特別是用于備用電源用途的電池，在使用期間必須確保電池性能。因此，這種類型的電池要求可靠性更高。
1 結(jié)構(gòu)及工作原理
1.1 結(jié)構(gòu)組成
多合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由EM，G-BOX，IPU，DCDC，OBC，HV-BOX，VCU，ACP，PUMP共9部分組成，如圖1所示。整體采用四段式結(jié)構(gòu)，分別為減速器左端蓋、減速器右端蓋、電機(jī)定子殼體、電機(jī)后端蓋，其中減速器右端蓋為電機(jī)和減速器共用端蓋。ACP固定在電機(jī)左端蓋上，PUMP固定在電機(jī)右端蓋上。IPU，DCDC，OBC，HV-BOX，
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