力傳遞的案例
3分鐘說清楚abaqus的力值傳遞
1、從點和單元說起
整體介紹：
今天要說的是以下幾個問題：
a 有限元靠什么傳遞結果？
b 怎么判斷單元之間是否有聯系？
首先我們看幾個動圖
a 線性單元，中點無連接
b 二次單元，中點無連接
c 二次單元，中點連接，線不同
d 二次單元，線相同
2、從 inp開始寫
a 先創建幾個點
綠色為node，藍色為element
由于是線性單元，則inp文件可以這么寫
之后，導入inp，賦予簡單的材料之后，對底部節點完全固定，上部節點施加位移1，向上，得到的結果如動圖a
說明，共同的節點4產生了力值的傳遞，其余并未出現聯系。
b 引入二次單元
在導入上述inp之后，對于二次單元，實際上就是在邊線中點的地方自動生成了新的節點，因此我們只需要將單元改成二次就可以了。
之后再次進行計算，可以看到動圖b。
說明點雖然是同一個坐標，但是也是不同的兩個點，因此點之間沒有連接關系。
c 考慮認為修改inp，將上單元的中點與下單元的右上頂點作為同一個點，可以這么改
然后就可以得到動圖c的結果，說明兩個點建立了聯系。
d 這里，我們注意到單元之間的聯系并沒有建立起來，所以，繼續修改inp，將點與點之間的一條連線設置成相同
3、總結
a 有限元靠節點進行結果傳遞；
b 編號不一樣，即使坐標相同，也是不一樣的兩個點；
c 單元的聯系由點與點的連線確定，否則，會產生“裂縫”。
源自Alien的仿真小站
展開 錘擊法對輪轂進行模態分析
3 結論
通過力錘敲擊輪轂的試驗方式，并基于NTS.LAB實測得到的頻響函數矩陣，搭載漢航NTS.LAB Analysis不同的分析模塊，可同步獲取以下結果：
1. 利用多參考點最小二乘復頻域法和MLE最大似然估計法獲取了輪轂結構的模態頻率等試驗數據，并與有限元結果對比，驗證有限元模型的正確性，為進一步優化提供準確的參數依據。工程師可根據振型幅度較大的位置，對結構可能的損傷狀態進行預報，為修改設計提供方向，從而提高結構的可靠性。
2. 基于漢航NTS.LAB 力傳遞和側向剛度測試模塊，得到輪轂的側向剛度和力傳遞曲線，其中側向剛度與有限元結果具有很好的一致性。此外，根據力傳遞曲線，可以對傳遞曲線峰值的頻點進行優化，使其遠大于外部激勵頻率，從而減小路譜激勵對車內振動噪音的影響。
展開 機械工業中的零件接合方式有哪些？
接合起來的零件可以傳遞力或力矩。例如圓鋸片主軸（圖
1
），力矩從軸（位置
1
）通過平鍵（位置
2
）傳遞到支座（位置
3
）上。作用在自動調心球軸承 （位置
9
）上的力則直接通過軸承箱孔或間接通過蓋（位置
10
）和六角螺栓（位置
11
）傳遞到軸承箱體（位置
7
）上。
我們把各零件之間的連接稱為接合。通過接合可以在接合點產生或加強各零件的連接。
| 接合方式概覽
根據力的傳遞方式，我們把接合劃分為形狀接合、摩擦力接合、預應力形狀接合和材料接合等四種接合
。
形狀接合
在形狀接合中，工件通過內部彼此配合的形狀相互連接起來。例如平鍵（位置
2
）把力矩從軸（位置
1
）傳遞到輪轂的支座（位置
3,
見圖
1
、圖
2
）。
形狀接合由下列零件組成：
?平鍵
?銷
?花鍵軸
?螺栓
?配合螺栓
?鉚釘
摩擦力接合
在傳遞力接合中，通過彼此壓接在一起的零件所產生的摩擦力傳遞力和力矩（圖3
）。
例如圓鋸片主軸（上圖
1
）
,
上緊六角螺帽（位置
6
）后在支座（位置
3
）與緊固螺栓（位置
4
）之間夾緊了圓鋸片。圓鋸片接觸點上的摩擦力帶動圓鋸片隨主軸一起旋轉。
摩擦系數u應考慮的因素：
?材料的表面特性。
?潤滑狀態。
?材料的配對接合。
?摩擦的種類。
壓緊力（標準力）相同時
,
粗糙的零件表面可傳遞的力大于光滑表面所傳遞的力。
展開 應用nastran對車架進行mobility分析研究
Mobility 主要對系統中主要反映了系統的中、高頻的振動、噪聲傳遞性能進行考察。本帖運用振動理論知識對Mobility 分析原理進行理論解析，給出懸置系統隔振率的計算方法和Mobility 目標值的設定方法。運用Hyperwork 軟件對某車身懸置點和某車架進行Mobility 分析，由分析結果看出車輛的實際使用表明了Mobility分析的正確性。
關鍵詞：車輛設計 Mobility NVH 性能 有限元分析
1、引言
車架是整個汽車的基體，汽車絕大多數部件和總成（如發動機、傳動系統、懸架、轉向、駕駛室、貨箱和操縱機構）都是通過車架來固定其位置的。車架的功用是支承、連接汽車的各零部件，并承接來自車內、外的各種載荷。
Mobility 是指在單位力作用下，作用點沿力作用方向的速度隨力作用頻率的變化，它反映零部件的局部動態剛度特性，與Mobility 密切相關的一個概念是動剛度，動剛度是指單位位移作用下，作用點沿位移作用方向的力隨位移作用頻率的變化。Mobility 主要用來對系統的中、高頻的振動、噪聲傳遞性能進行考察。通過對車架進行Mobility 分析可以反映動力總成、排氣系統和傳動軸等懸置點的動態剛度特性及振動噪聲傳遞性能。
本文首先對Mobility 的理論基礎進行研究，從理論上給出懸置系統設計準則，然后通過兩個Mobility 分析實例詳細的闡述了Mobility 在車輛設計中的運用。
2.理論基礎
Mobility 是指在單位力作用下，作用點沿力作用方向的速度隨力作用頻率的變化，它反映零部件的局部動態剛度特性。Mobility 主要用來對系統中、高頻的振動、噪聲傳遞性能進行考察。
展開 
力和扭矩測量的計量溯源
在力與扭矩測量中，基于應變的傳感器具有最低的測量不確定度。因此，它們通常被用作比對測量的參考傳感器和傳輸標準。
TOP級力傳遞標準
作為測量技術解決方案的制造商，在過去的幾十年中，HBM一直為多種級別比較測量提供參考測量鏈。TOP-Z30A TOP 級力傳遞標準傳感器是其中的代表，這些傳感器專門設計用于國際比對測量，具有極高的精度，超過了國際標準 ISO 376:2011 的最高精度00級的要求，部分特性超出高達10倍，具有極高的重復性。TOP-Z30A 標配帶有TEDS（集成在傳感器中的電子數據表，可將傳感器參數直接讀入測量放大器）。通過TEDS，如果在實驗室間比較期間將傳感器從一個實驗室發送到另一個實驗室，則各個實驗室測量鏈配置時間將大大縮短。
圖1 TOP-Z30A 傳遞標準力傳感器
TN扭矩傳遞標準
HBM TN 參考扭矩傳感器針對國際比對測量進行了優化。在比對測量中，特殊的挑戰是需要對整體設計進行比較測量。因此，軸式傳感器只能設計為“開放式”傳感器，而不是密封式的。這就使傳感器需要面臨相對濕度波動的挑戰，即使實驗室有空調，但傳感器需要從一個實驗室轉移到另一個實驗室。
TN 扭矩傳感器基準版本對濕度的依賴性很低，因此可在最短的時間內執行“溫度適應”。這意味著通過所有實驗室所需的總時間可以大大減少，但結果仍然可以滿足測量要求。
展開 液壓泵與馬達中的摩擦副
力的傳遞作用：摩擦副的一方往往有很大的力傳遞給另一方，而力的大小一般是和泵或馬達的壓力負載成正比的。
虛擬路譜激勵的整車路躁仿真核心技術問題
輪胎是一種高度非線性，成分非常復雜的子系統，其自身的力傳遞特性直接決定了從地面傳遞到輪芯的力大小，所以，為了準確的進行整車的路躁仿真，準確的輪胎模型是必須的，所以一般通常使用的那種簡易輪胎模型（即整個輪胎一圈均使用rbe2單元連接，接地點使用0長度BUSH單元模擬輪胎接地的XYZ向剛度）就不適用了。
FE tire模型
目前，在NVH仿真領域，輪胎可以達到的頻率范圍至少要300Hz以上，適用于整車建模的精確的輪胎建模仿真解決方案主要有兩種：一種是模態輪胎，另一種是CDtire。兩種均可以得到精確的地面到輪心的力傳遞特性，但也有不同的。模態輪胎是傳統的FE輪胎，是一種基于設計參數的輪胎模型，即使用輪胎設計的材料屬性，來構建輪胎有限元模型，采用橡膠某一種的本構模型，來構建輪胎的力學關系，通過非線性的有限元仿真，來得到輪胎的動力學結果，直至轉化得到通用有限元軟件能使用的模態輪胎模型。而CDtire就不一樣了，它是一種基于經驗（實驗）的輪胎模型。對于一個已經有實物的輪胎，給輪胎做各種各樣的實驗，通過這些實驗數據和結果，使用軟件擬合得到一個輪胎模型，這個輪胎模型可以適用的范圍比較廣泛，根據實驗的不同擬合出來的輪胎也是不同的，但完備的實驗數據和結果，甚至可以得到一個多體動力學和NVH共用的輪胎模型。
CDtire 模型和構建層數原理圖
2.虛擬路譜的獲取
虛擬路譜是激勵源，需要把路面的不平度轉化為虛擬路譜進行加載。這里面一般有兩個步驟：一是獲取路面的不平度原始數據，而是通過數據處理的方法把不平度數據轉化為虛擬路譜。路面不平度的還比較好獲取了，找到一個有相關技術能力的路譜掃面供應商掃描即可。再進行轉換成路譜。拿到的原始數據一般為路面的高程數據，需要轉化為虛擬路譜，即位移的功率譜密度函數（PSD）。
展開 空調管路模態分析（干模態、濕模態及單向流固耦合） ￥6
workbench具有很好的模塊間數據傳遞功能，本文所涉及的三種模態分析，其數據傳遞如下。
3、空調管路干模態分析
干模態分析，即一般的結構模態分析，不涉及流體效應對模態的影響，由于壓縮機頻率在20Hz~120Hz左右，因此，可對前10階模態進行分析，保證模態頻率在壓縮機頻率運行范圍之內。干模態在結構振動仿真中較為簡單，只需要設置約束條件、材料屬性等少部分參數，便可進行計算。干模態計算設置如下：
4、空調管路濕模態分析
濕模態分析考慮流體介質對結構模態的影響，即將冷媒對管路模態的影響影視考慮進去，在這里我們需要注意的是冷媒并沒有流速，是靜止狀態的，沒有重力影響的，對壁面的壓力也為0。
在用Wockbench中Model Acoustics模塊進行濕模態分析時，需要將流體與所接觸的固體放入一個part中，使其共節點，否則計算會報錯。濕模態分析具體設置步驟如下：
5、空調管路單向流固耦合分析
利用Fluent對流體在管路中的流動進行分析，計算出流體對管路的作用力，如壓力，在將作用力傳遞到結構分析中的管路內壁上，最后進行模態分析，該過程的后半段相當于預應力模態分析，即將靜力分析結果傳遞到模態分析中去。
對流體的計算中，采用壓力基進行穩態流求解，勾選考慮重力的影響，模型采用k-e模型，材料選用R410a，邊界條件設置為壓力入口和壓力出口，入口壓力設置為2.656MPa，出口壓力設置為2.502MPa，模型較為簡單，收斂較容易，其他設置均默認即可，初始化后便可開始進行計算。
展開 "波"與"力"的特殊關系，電磁波或是純粹的"力"！
“波”分為機械波、電磁波，“波”與“力”有一種非比尋常的關系。
機械波的特征是由媒介傳遞的高頻“振動力”，這容易理解。然而，研究發現，電磁波也有非常類似的特征：電磁波可能是高頻“電磁力”的傳遞。不同的是，機械波源的“振動力”必需借助媒介才能傳遞到遠處物體，但是，電荷力、磁力是非接觸性力，傳遞不需借助任何媒介，因此，高頻振蕩的“電磁力”不用媒介就能傳遞給遙遠的物體。這就產生一個奇異現象：一個物體的“力”（非接觸性力，如磁力）到達遠處另一個物體時，力有傳遞速度這一特殊的自然規律，而且“光速c是速度極限”很可能是這一規律產生的直接結果。
一、先看機械波與“力”的關系（以聲波為例 ）
聲學認為，聲波是聲音的傳播形式，由物體的振動產生。它的傳播可以認為是介質偏離平衡態的小擾動，從能量角度看是機械能的傳遞，而任何機械能的傳遞是通過傳遞“力”來實現的。
空氣是傳播聲波的“彈性媒介”，空氣分子有個重要特點：把空氣分子分離開非常容易，但壓縮空氣使空氣分子靠近卻很難，而且，空氣分子越靠近越難。顯然，空氣分子間有強“斥力”，才能阻止空氣分子靠近，空氣也因此而具有彈性。
另外，常溫的空氣體積是超低溫下“空氣固體”體積的近千倍，因此，常溫空氣分子之間距離很大，分子間無任何直接接觸。
那么，“斥力”就是空氣分子傳播聲波的關鍵因素。當聲源體帶動周圍空氣分子高頻振動時，空氣通過分子間的“斥力”將聲源的振動力在空氣中迅速傳播開，傳遞到遠方。可見，聲波就是傳播“力”。
我們耳朵聽到聲音，是空氣把聲源的振動力傳遞到耳膜，耳膜在振動力的驅使下產生共振，才聽到聲音。可見，聲波就是傳播聲源的高頻“振動力”。
展開 數控加工中切削刀具分類
帶孔刀具依靠內孔套裝在機床的主軸或心軸上，借助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉力矩，如圓柱形銑刀、套式面銑刀等。
帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄和圓錐柄三種。車刀、刨刀等一般為矩形柄；圓錐柄靠錐度承受軸向推力，并借助摩擦力傳遞扭矩；圓柱柄一般適用于較小的麻花鉆、立銑刀等刀具，切削時借助夾緊時所產生的摩擦力傳遞扭轉力矩。很多帶柄的刀具的柄部用低合金鋼制成，而工作部分則用高速鋼把兩部分對焊而成。
刀具的工作部分就是產生和處理切屑的部分，包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結構、排屑或容儲切屑的空間、切削液的通道等結構要素。有的刀具的工作部分就是切削部分，如車刀、刨刀、鏜刀和銑刀等；有的刀具的工作部分則包含切削部分和校準部分，如鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、內表面拉刀和絲錐等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑，校準部分的作用是修光已切削的加工表面和引導刀具。
刀具工作部分的結構有整體式、焊接式和機械夾固式三種：
■ 整體結構是在刀體上做出切削刃；
■ 焊接結構是把刀片釬焊到鋼的刀體上；
■ 機械夾固結構又有兩種，一種是把刀片夾固在刀體上，另一種是把釬焊好的刀頭夾固在刀體上。
硬質合金刀具一般制成焊接結構或機械夾固結構；瓷刀具都采用機械夾固結構。
刀具切削部分的幾何參數對切削效率的高低和加工質量的好壞有很大影響。增大前角，可減小前刀面擠壓切削層時的塑性變形，減小切屑流經前面的摩擦阻力，從而減小切削力和切削熱。但增大前角，同時會降低切削刃的強度，減小刀頭的散熱體積。
在選擇刀具的角度時，需要考慮多種因素的影響，如工件材料、刀具材料、加工性質(粗、精加工)等，必須根據具體情況合理選擇。通常講的刀具角度，是指制造和測量用的標注角度在實際工作時，由于刀具的安裝位置不同和切削運動方向的改變，實際工作的角度和標注的角度有所不同，但通常相差很小。
展開 激振器頂桿對模態試驗的影響
圖1為用激振器對一個簡單的懸臂梁做模態試驗時的安裝示意圖，使用頂桿的目的是僅允許軸向力傳遞到結構上去，通過力傳感器測量拉壓型載荷的大小。
圖1 經典激振器試驗配置
頂桿的作用是傳遞軸向力的同時盡可能減小橫向力被傳遞到系統上，從理論上講，我們可以通過分離體圖知道有多大的力通過激振點傳遞給結構，因而頂桿及激振器都不會影響被測結構的動態特性。假設頂桿完全沒有橫向剛度，對于系統的總體動態特性沒有影響。這是極其重要的，因為力傳感器僅僅測量所施加的軸向載荷，如果有任何其他的載荷（橫向載荷或者彎矩載荷）產生，力傳感器也并不能測量這些載荷。
下面來描述一下測量的過程，如圖1所示，對一根彈性相當強的梁進行激振器測試。然而，由于頂桿相對較短，頂桿的轉動剛度可能會影響梁的彈性模態。
讓我們觀察已進行的一些測量，圖2為由長度較短的頂桿作用在結構上得到的頻響函數。長度較短的頂桿引起的轉動剛度的影響將更顯著，特別是對于測試下的柔性梁。模態測試得到的前兩個峰為梁的經典第1階和第2階彎曲模態。然而，接下來的兩個峰卻顯示為兩個本質上相同的經典第3階彎曲模態。得到的頻響函數僅僅是處于測試下的柔性梁，而不是頂桿。
接下來的測試（以及包括頂桿本身上的測量結果）表明這兩個峰實際上是調諧的減振器效應引起的。頂桿與結構第3階模態振型同相位，而與結構的第4階模態振型反相位。力傳感器僅僅測量激振器沿軸向傳遞給結構的載荷，而沒有測量與梁轉動剛度相關的轉動效應，它由頂桿引入，但在安裝位置，相對于梁而言，頂桿看起來像一根轉動的彈簧。為了證實這種想法，在結構的第二次試驗中用了一根更長的頂桿。長頂桿有效地減少了作用到被測結構上的轉動剛度效應。
圖3為使用長頂桿時的頻響函數。
展開 
高階技巧——機械結構設計中的力學原則
2 、均勻受載準則
1.通過構件設計，使受力載荷分布均勻，載荷不集中可以保證同等條件下，承受的應力成倍增加。
2.連續性和載荷均勻分布的設計可以實現。
3 、力流路徑最短準則
1.力流優先走較短路徑，剛度最大的路徑
2.力線連續。為提高構建剛度，盡量使力流路徑最短，越短則受力區域越小，累積變形就越小，剛度就提高。
3.盡量保證力流線路的直線狀態，這時力流路徑最短
4 、減低缺口效應準則
缺口效應的原因是力流在截面突變處，被迫急劇改變原有路徑，因而力流搶近道引起近道局部力線擁擠，應力急劇集中上升。
解決措施：
1.避免截面突變的設計，尤其是避免力流截面急劇變小；
2.降低缺口附近的材料鋼度；
3.加預壓力應力；
4.避免力流突然轉彎
孔、槽、螺紋、臺肩等缺口處易發生；判定標準是界面尺寸變化的急劇程度；關注機械設計輕松學公眾號學習更多相關知識。
5、 變形協調準則
在力的傳遞中，構件會發生變形，變形不對稱、接觸面變形不匹配等都會引起走偏、應力集中等問題；
解決措施：
在接觸面處，降低構件在力流方向上的剛度，以便減少對另一構件變形的阻礙，使變形同步；
如：軸承的軸固定架、天車的導軌
6、 等強度準則
1.構件局部的應力和該處的材料許用值相等。省材料降能耗。2.注意次要載荷的影響
7、 附加力自平衡準則
力傳遞中，出現的無用力或力矩，白白增加損耗，通過讓附加力自行平衡或抵消的方法解決。
解決措施：
1.平衡件；
2.對稱安置。
8、 空心截面準則
彎曲和扭轉應力在橫截面越遠離中心越大，橫截面中心很小，同等材料截面積情況下，空心的結構有更好的強度和剛度。
展開 汽車轉向節的受力及疲勞分析仿真 ￥500
汽車轉向節是指汽車轉向系統中的重要組成部分，用于轉換駕駛員的轉向輸入，并將轉向力傳遞給車輛的輪胎。它通常包括轉向柱、轉向連接桿和轉向齒輪機構。汽車轉向節的疲勞分析是為了評估和預測轉向節的使用壽命和可靠性，以確保轉向系統安全穩定地運行。通過對汽車轉向節的疲勞分析，可以提前發現可能存在的問題，并采取相應的措施來改進設計、選擇更強度的材料或優化結構，以確保轉向系統的安全性和可靠性。
本案例基于一汽車轉向節結構，基于COMSOL軟件中的固體力學模塊和疲勞分析模塊對其進行了仿真計算，仿真結果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎合作交流！
對摩擦型高強螺栓的長連接接觸分析探討
在設計中認為鋼板之間的拉力完全通過鋼板之間的接觸摩擦力傳遞，不考慮螺桿受剪或受彎，為此，需要在螺栓上施加一定水平的預拉力。對于采用多排螺栓傳遞拉力的鋼板搭接連接，當螺栓排數較多時，螺栓傳力的不平衡性已經得到實驗驗證，但涉及接觸問題的數值計算分析目前尚不多見，本文嘗試通過COSMOS有限元軟件分析拉力在鋼板之間的傳遞規律，希望能對工程應用有所幫助。
附件引用地址：http://www.idnovo.com.cn/article/2010/0311/article_60930.html
對摩擦型高強螺栓的長連接接觸分析探討.doc
展開 用好的筒夾，一臺機每年多賺1萬
3、
筒夾內孔尺寸、圓柱度、外錐角度精度及粗糙度對刀具夾持力和使用壽命的影響：
A.隨著尺寸精度及圓柱度等級的提高，筒夾對刀具的夾持力呈線性提高且夾持力能更均勻地傳遞到刀具上，同時提升刀具的穩定性、使用壽命和工件的加工效果。
B.隨著外錐角度精度和表面粗糙度等級的提高，筒夾與刀柄內錐接觸率直線提升、夾持力傳遞均勻程度直線提升，確保刀具均勻受力、避免因局部應力過大導致的變形，提升刀具的使用壽命。
C.不同材料對筒夾使用壽命的影響：
經過對錳鋼、彈簧鋼、鉻鋼、不銹鋼及其它合金鋼進行鹽霧測試及耐磨性測試，經過特別調質的3Gcr13M0不銹鋼同時具備優秀的防腐蝕性能和耐磨性能，能持久保持精度的穩定性。
耐磨性檢測
以下是世界各大品牌筒夾在同一機臺上加工手機外殼模具的使用數據對比，讓人驚訝的是使用效果最好，效益最佳的是近兩年出現的一個國產品牌，即DAKE（廣州昊志）。他們能夠批量提供不銹鋼材質，G1動平衡、1-2u精度的夾頭，且不論在加工效率還是合格率方面，都領先或達到國際先進水平，使用效果優異。
每天加工12小時，每4.5分鐘加工一件，單個加工費1.2元。每把刀具8元。
在同一批新的發那科機臺上，用不同的筒夾加工同一零件， DAKE（廣州昊志）筒夾的表現的確給人驚喜。
筒夾在加工系統中作為力與精度的傳遞者，它的重要性毋庸置疑。就算在開粗和精度要求相對不高的工件加工時，夾頭的精度也不容忽視。現在絕大多數主軸的動平衡為G1、錐孔跳動1-2u，而加工時是整個系統在工作。不說對工件良率和刀具壽命的影響，筒夾好壞對主軸使用壽命也至關重要。
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