框架
關注創建者：麻辣燙 創建時間：2018-08-23
框架的視頻教程
鋼筋混凝土柱、節點、整體框架滯回分析(2)—多層帶樓板空間框架滯回分析 快速建模
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基于abaqus的梁單元單跨3層鋼筋混凝土平面框架和單跨兩層平面鋼框架滯回分析
本課程主要是基于利用abaqus中的梁單元對單跨3層鋼筋混凝土框架以及單跨兩層鋼框架進行了滯回分析。采用梁單元時，子程序以及利用*rebar關鍵字對工字鋼和鋼筋進行纖維離散。
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基于Ls-dyan框架結構毫秒延期爆破拆除定向/逐段/原地倒塌模擬——以7層框架結構倒塌為例
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框架的實例教程
因此，需要設計懸置框架來裝載電機和電器設備。懸置框架作為關鍵的承載部件，在機艙中占據重要的位置，因此有必要對其安全性能進行研究。
本文研究了電動汽車懸置框架的布置和結構設計方法，對懸置框架進行建模，開展整車碰撞仿真分析評估安全性能，并對上掛式懸置框架結構開展輕量化設計，優化鋁合金框架的性能。
1電機懸置框架的設計
1.1懸置布置形式
電動汽車電驅動系統總成采用三點式懸置。圖1所示的是下托式和上掛式兩種懸置布置方式。下托式的懸置橫梁在電機前方，與前縱梁下端面通過螺栓連接。前方兩個懸置通過懸置支架安裝在懸置橫梁上；后懸置通過懸置支架安裝在副車架上方。下托式的三個懸置點都承受Z向力。由于懸置橫梁在實際道路工況中受力較大，因此對懸置橫梁的左右側安裝點的強度要求比較高。
上掛式將電機通過左、右懸置掛載到一個懸置框架上，懸置框架再安裝到前縱梁的上端面。上掛式的左、右側懸置主要起到承載作用；后懸置采用嵌入方式安裝在前副車架的上、下蓋板中間，起到Y向抗扭作用。由于上掛式通過懸置框架裝配在前縱梁上方，承載效果優于下托式。
1.2框架結構設計
上掛式懸置框架由兩根橫梁和5根小縱梁相互焊接構成。框架橫梁的厚度為2.0mm，材料為45#型鋼，框架整體重量為7kg。在橫梁上焊接有一排小套筒，電器件可通過安裝支架和套筒裝配在框架上方。
懸置框架前、后橫梁的跨度設計應控制在300~350mm范圍內。通常在縱梁后段需要設計碰撞折彎點。因此，懸置框架后橫梁的布置位置必須在折彎點之前，避免影響縱梁后段的正常變形模式。
展開 因此，為了賦予強度，框架經過熱處理 - 回火。熱處理后，框架上覆蓋有保護性底漆。
抬現象是電機測試底座使用過程中較為典型的異常問題，而框架操作高度作為底座設計與安裝的關鍵參數，與該現象的產生、防控密切相關不合理的框架操作高度，不僅會加劇底座“抬頭”風險，還可能引發測試誤差、設備損耗甚至安全事故。
電機測試底座的“抬頭”，本質上是底座在測試過程中，因受力失衡、結構設計缺陷或安裝不當，導致底座一端向上翹起的現象，屬于底座受力變形的一種典型表現，并非簡單的安裝松動。這種現象的產生，核心是底座所受的縱向力、扭矩力與自身約束力、支撐力形成失衡，打破了底座的受力平衡狀態，進而引發局部翹曲變形。
電機測試過程中，底座主要承受電機自身重量、測試加載時的扭矩力、電機運行產生的振動沖擊力，這些力均需通過底座框架傳遞至地面，形成穩定的受力循環。框架操作高度過高，會導致底座上移，受力支點與的垂直距離大，此時若電機安裝偏心、加載力不均衡，易打破受力平衡，使底座一端因受力集中而向上翹起，小幅的受力偏差就會引發明顯的翹曲變形。
若框架操作高度過低，雖然較低、受力支點相對穩定，可減少“抬頭”風險，但會導致操作空間不足，無法正常安裝減振墊、散熱結構或線纜，同時電機運行產生的熱量無法有效散發，會導致底座熱脹冷縮不均，引發局部翹曲，間接增加“抬頭”隱患，同時還會影響操作人員的調試、維護效率，不符合測試場景的實操需求。
底座的抗變形能力是抵御“抬頭”現象的核心基礎，而框架操作高度與底座剛性存在直接關聯。框架高度設計需與底座本體厚度、加強筋布局相匹配：若框架操作高度過高，但底座本體厚度不足、加強筋稀疏，框架的抗扭、抗彎能力會大幅下降。
框架操作高度不合理，還會間接導致電機安裝偏差，進而加劇“抬頭”現象。
展開 1 概述
隨著新車市場開發的快速化發展，汽車零部件開發周期急劇縮短，作為汽車重要零部件產品之一的前端框架，其性能指標種類繁多，目標要求也十分嚴格。因此，要在有限的開發周期內設計出滿足所有性能指標且重量最優化的全塑前端框架，其難度可想而知 [1-2]。
本文借助Altair HyperWorks軟件中的HyperMesh對汽車全塑前端框架進行前處理，運用OptiStruct求解器模塊進行拓撲優化分析[3]，通過對全塑前端框架進行多次拓撲優化分析后，得到滿足所有性能工況且重量最優的造型數據，指導3D數據設計。本方法下的全塑前端框架同比早期開發的產品，周期更短，重量最輕，且結構滿足所有性能指標[4]。
2 拓撲優化數學模型的建立
連續體結構拓撲優化數學模型如公式（1）所示：
3 拓撲優化有限元模型的建立
3.1 網格劃分
為了反映拓撲優化后前端框架加強筋的寬度以及料厚的分布情況，設計前端框架拓撲優化分析的單元類型為四面體網格，單元尺寸大小為1.5mm，其余金屬部件（除拉鉚螺母、嵌件等部件）抽取中面進行四邊形網格劃分，單元尺寸為4.0mm。
3.2 材料與屬性
計算中所使用的材料參數見表1，長度單位為：mm。全塑前端框架真實應力-應變關系曲線如圖1所示，考慮玻纖取向的影響，因此，其彈性模量選擇玻纖45°方向。
展開 但是，由PP-LGF材料制備得到的前端框架在高溫環境下，由于本身塑料制件的內部分子流動性增加，導致材料本身在高溫環境下會出現力學強度的衰減；同時，前端框架在實際工況中，當受到風阻較大時，汽車引擎蓋會將前端框架的鎖扣區域破壞。因此，需要建立一套表征前端框架在高溫環境下鎖扣區域強度的合適的方法，找出影響產品剛度可靠性的薄弱點。
1. 方案設計思路
前端框架的力學試驗包括：鎖扣區域剛度和強度試驗（包括高溫、常溫以及低溫），機蓋鎖扣的保持力試驗，冷卻模塊安裝點的剛度試驗，保險杠安裝點剛度試驗，緩沖塊區域剛度試驗，扭轉剛度試驗，中冷器安裝點剛度等。
需要通過多功能剛度平臺設備對模擬實車安裝狀態的前端框架進行鎖扣區域的強度測試，確認到底是材料的原因，還是結構設計的原因。
圖1（A）多功能剛度平臺設備整體外觀圖；
（B）多功能剛度平臺原底座上增加一套固定下端拉伸夾具的底板后的整體外觀圖；
（C）上端作動缸體連接拉伸試驗上夾具，下端底板固定拉伸試驗下夾具；
（D）多功能剛度平臺測試測試伸樣條示意圖
2. 前端框架整體搭建方式的差異性
分別進行了高溫鎖扣區域的鎖扣強度測試，具體的搭建和測試結果如下：從圖2（A）和圖2（B）的結果可以看出，當作動缸體和安全鎖扣所在的切線方向的夾角為12°時，其前端框架高溫鎖扣區域的極限強度為2983 N，相比較當作動缸和安全鎖扣的切線方向平行時的極限強度2800 N要更高一些，這主要的原因是由于當存在角度為12°時，并且假定前端框架高溫鎖扣區域的強度為Fmax，則當作動缸的方向的力值≥Fmax/Cos12°時，前端框架的安全鎖扣將會被拔出。
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這些模型能夠與電子模型無縫集成，從而在電–光設計自動化（EPDA）框架下，實現電路級與系統級的協同設計。在本次報告中，我們將展示該方法如何實現快速且高精度的協同仿真與端到端系統設計，從而加速高性能電–光融合系統的開發。
結語
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使用固定關節將剛性框架固定在地面上，并使用平移關節僅允許圓柱體垂直運動（圖2）。對于小圓柱體，定義網格尺寸為 0.25 毫米。將 1000 千克的點質量分配到大圓柱體的頂部表面上。
（圖2：關節示意圖）
4. 定義分析設置和邊界條件。開啟大變形并定義一些子步。在垂直方向上定義地球重力，并將小圓柱體向下移動 3 毫米。
展出范圍
半導體材料：硅片及硅基材料、硅晶圓、硅晶片、單晶硅、硅片、鍺硅材料、S01材料、太陽能電池用硅材料及化合物半導體材料、石英制品、石墨制品、防靜電材料、光刻膠及其配套試劑、晶圓膠帶、光掩膜版、電子氣體、特種化學氣體、CMP拋光材料、封裝基板、引線框架、鍵合絲、包封材料、陶瓷基板、封測材料等。
有限應變運動學 (Finite Strain Kinematics)
在有限變形框架下，總變形梯度被分解為彈性和塑性兩部分。文章強調了在參考構型下求解第一類 Piola-Kirchhoff 應力平衡的重要性，這確保了在大旋轉、大應變工況下計算的物理準確性。
這篇文章對我們的啟發在于：晶體塑性并不只能用于單晶拉伸、RVE 或微觀變形分析，也可以嵌入顯式動力學框架，用于研究真實工程結構中的局部變形、吸能和織構演化。對于高溫合金、鋁合金薄壁件、微尺度構件等問題，如果材料存在明顯織構或晶粒尺度效應，將晶體塑性與結構有限元耦合，能夠提供比傳統本構更豐富的物理信息。
作者發現模型可以非常準確的預測晶粒尺寸效應：
我認為這篇文章的價值不只是“提出了一個更復雜的模型”，而是提供了一種很清楚的建模思路：晶界強化不一定只能通過經驗晶粒尺寸項來描述，也可以從滑移傳遞、位錯通量和局部障礙應力出發，逐步把晶界的物理作用放進晶體塑性框架中。
使用作者提出的完整積分框架，并基于顯式vumat實現，同時使用基于損傷變量的單元刪除方案同時引入ALE自適應網格方案可以更好的預測梯度效應。
孿晶不能只作為“后處理現象”看待，而應該進入本構主框架。 如果模型里沒有真正把孿晶放進去，那么很多鎂合金室溫響應就只能停留在表面擬合，難以解釋深層原因。
一個好模型不僅要能解釋，還要能擴展。Staroselsky 這篇文章的框架雖然簡潔，但非常適合作為后續更復雜模型的基礎。
Synthetmic 是由赫瑞-瓦特大學（Heriot-Watt University）的 David Bourne 博士開發的一款基于 R 語言 Shiny 框架的在線 GUI 工具。它的核心使命是通過數學算法，快速生成具有特定幾何特性的合成多晶微觀結構。
該工具不僅支持傳統的 Voronoi 鑲嵌，更引入了功能強大的 Laguerre 鑲嵌（權重 Voronoi）算法。
