結構件強度耐久性分析
關注創建者：SuperMatrix 創建時間：2017-12-02
結構件強度耐久性分析的實例教程
王超［2］在研究現有操作方法的基礎上開發了前門下垂剛度、自由模態等自動分析系統，在某微型車上進行了校核；蘇占龍等［3］設計了一套完全流程自動化的鈑金件抗凹性分析前處理平臺，將分析效率提高了92.8%；丁濤等［4］編寫了客車側翻分析的自動化流程工具，通過對比6名員工的手動操作時間，證明使用流程自動化方法可將分析時間減少62.23%～73.38%；張世友［5］開發了懸架零部件的CAE自動分析系統，涉及幾何清理、模態分析和強度分析等，使工作效率大為提高。吳小杰等［6］開發了半艙托架模態的CAE自動化分析工具，并對該工具的可行性和實用性進行了驗證。
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。可以看出，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。
展開 疲勞損傷是指在波動載荷下裂紋的萌生和/或擴展，在多次加載后，構件失去了強度，似乎很“累”，因此得名“疲勞”。疲勞裂紋是由局部區域的循環塑性變形引起的，疲勞失效往往發生在應力水平不足以導致單次使用便失效的場景。
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。
Ansys解決方案
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。
展開 疲勞損傷是指在波動載荷下裂紋的萌生和/或擴展，在多次加載后，構件失去了強度，似乎很“累”，因此得名“疲勞”。疲勞裂紋是由局部區域的循環塑性變形引起的，疲勞失效往往發生在應力水平不足以導致單次使用便失效的場景。
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。
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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。
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Ansys解決方案
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。
展開 底盤結構件強度分析 ￥5
1 任務來源
2 分析目的
3 前懸模型分析
3.1 模型簡化
3.2 前懸模型簡介
4 前懸分析工況介紹
4.1 最大鉛垂力工況（1.75 倍靜載）
4.2 最大制動工況
4.3 最大側向力工況
5 前懸分析結果
6 后懸分析模型化
6.2 后橋模型簡介.
7 后懸分析工況介紹.
7.1 最大鉛垂力工況（1.75 倍靜載）
7.2 最大制動力工況
7.3 最大側向力工況
8 后懸分析結果
9 結論
1 任務來源
根據 QQ 車型設計開發協議書及相關輸出要求，QQ 車型要求對其前后懸架進行強度分析。
2 分析目的
QQ 的前后懸架多為借用，且 QQ 現在已經加重，需要對前后懸架在新設計的 QQ 上的強度進行計算，分析其強度條件是否滿足。
3 前懸模型分析
3.1 模型簡化
QQ 車前懸是麥弗遜式懸架，根據各部件之間的聯接關系對模型進行相應的簡化。簡化后的前懸模型由以下幾個部件組成，分別是：左右減震器外筒、轉向節、下擺臂、轉向橫拉桿，縱向推力桿，減震器安裝支架等。在 ABAQUS 中建立有限元仿真模型。
3.2 前懸模型簡介
由于前懸中的部分部件形狀較為復雜，比如轉向節、縱梁推力桿等，對于六面體分網有一定難度。為保證項目進度，且又不失仿真結果的精確性，對這些部件采用了比較密集的四面體網格劃分，且在 ABAQUS 中，賦予 C3D10M 二次四面體修正單元。該類型單元可以用于接觸等分析類型，且精度較高。其他部件采用六面體分網，賦予 C3D8I 非協調六面體單元。該類型單元同樣具有較高的仿真精度，同時不存在沙漏現象。各部件之間的聯接關系按照實際情況，同時也參考了 ADAMS 中麥弗遜懸架各部件間的運動學關系。
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01
應用背景
來源 | 期刊-《重慶理工大學學報（自然科學）》
摘 要：針對汽車底盤件結構耐久分析中存在的效率低、一致性差的問題，建立了分析流程自動化系統。在載荷分解方面，基于多體動力學、統計學等原理，開發了載荷快速轉化、結果自動校核等算法，建立了載荷求解及結果后處理的自動化系統。在有限元分析方面，基于二次開發技術、視圖變換等原理，提出了自動建模、批量后處理等算法，建立了有限元分析全流程的自動化系統
疲勞損傷是指在波動載荷下裂紋的萌生和/或擴展，在多次加載后，構件失去了強度，似乎很“累”，因此得名“疲勞”。疲勞裂紋是由局部區域的循環塑性變形引起的，疲勞失效往往發生在應力水平不足以導致單次使用便失效的場景。
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
疲勞損傷是指在波動載荷下裂紋的萌生和/或擴展，在多次加載后，構件失去了強度，似乎很“累”，因此得名“疲勞”。疲勞裂紋是由局部區域的循環塑性變形引起的，疲勞失效往往發生在應力水平不足以導致單次使用便失效的場景。
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
疲勞損傷是指在波動載荷下裂紋的萌生和/或擴展，在多次加載后，構件失去了強度，似乎很“累”，因此得名“疲勞”。疲勞裂紋是由局部區域的循環塑性變形引起的，疲勞失效往往發生在應力水平不足以導致單次使用便失效的場景。
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
自己備份一如圖
一般情況下對沖裁件工藝影響最大的是幾何形狀、尺寸和精度要求。良好的沖裁工敢性就能滿足材料省、工序少、械具結構簡單、加工容易、壽命長、操作安全方便、產品質量穩定等要求。
沖裁件的結構工藝性
1. 幾何形狀 沖裁件形狀應盡可能設計得簡單對稱和符合材料合理排樣。工件用條料兩端裁切圓弧形時，圓弧的半徑應超過料寬的一半，以免因送料偏移而產生臺肩。
2. 最小圓角半徑
一、背景
Ansys 軟件因其領先的“虛擬樣機”理念和技術、強大的功能和便捷的操作，迅速發展成為CAE領域中使用范圍最廣、應用行業最多的數值仿真工具。ASME標準明確規定采用Ansys進行壓力容器計算和驗算。
Ansys workbench具有強大的建模和仿真分析技術，并且操作簡單，易于掌握。為了讓廣大分析人員更好地掌握壓力容器的設計與計算技巧，弄清Ansys workbench壓力容器計算原理和操作技巧
結構強度、剛度、穩定性計算與非線性分析.pdf
