靜剛度分析的案例
認識網格4 | 選擇合適的網格密度(梁_靜剛度)
在學習有限元分析時，為了確保不在網格問題上踩坑，會被告知需要進行“網格無關性驗證”。然而當真正進行一個復雜裝配體分析時會發現，能夠按時得到一個相對說得通的結果已是萬幸，可能根本沒有時間和心力去進行后面的校對工作。因此，這系列文章會對一些典型結構類型在常見工況不同網格密度下的剛強度進行一定的對比，希望結果對大家有所借鑒。
梁
日常生活中有大量的結構是基于桿梁體系建造的，小到晾衣架、板凳，大到房屋、橋梁，對于有限元分析來說，雖然理論上都可以使用實體單元進行計算，但是一旦模型規模龐大，我們還是不得不使用梁單元對這類結構進行簡化。
那么對于使用梁單元搭建的模型，多大的網格密度才能捕捉到結構的靜剛度呢？本文主要遵循由簡到繁的思路，通過案例對比的方式，和大家一起探討下其中的問題。
需要重點強調的是：本文案例使用的求解器為HyperWorks的結構分析優化求解器OptiStruct，單元類型為cbeam，對應的分析問題為靜剛度問題，對于不同求解器中的梁單元，可能由于單元性質的不同得到不一樣的結論，比如筆者試過使用ANSYS的beam188計算得到的部分結論與本文并不一致。
靜剛度
一般結構分析的目的是為了得到結構的剛度和強度信息，每種根據對應的工況類型又有靜力和動力之分，其中靜剛度是最為基本也是最為重要的分析內容，所以文章選擇以此為切入點展開探討。
展開 學會這門技術，在動力電池領域大有可為！
1、靜剛度分析
靜剛度分析是CAE分析的一大分支，大致原理就是對物體施加一個載荷，看物體有多大變形。具體到電池包，衍生出一個工況，稱為4g強度。需要約束電池包所有的安裝點，分別對電池包施加X/Y/Z三個方向的加速度，大小為4g，這個工況考察的是電池包系統本身的結構強弱，因此結果也是要求，電池包在這種情況下不能出現零件斷裂，保護電池包系統的結構在車輛在失重狀態下的安全性。
2、動剛度分析
動剛度分析也稱模態分析，這是一般結構分析的基本工況。用來考察電池包的本身結構特性-共振頻率，要求電池系統不能輕易的被激勵起共振現象，所以我們一般也會定義一個下限值，要求第一階模態不低于某個值，從而避免共振的發生，保護電池系統的結構在低階激勵（如發動機怠速激勵）的安全性。
3、隨機振動分析/疲勞分析
電池包有個測試試驗，叫隨機振動測試（GB31467.3-2015）。這個試驗也就是為了測試電池系統在某個功率譜密度的測試中是否會出現累積損傷，也是為了保護電池系統結構在長期使用中被各種外在激勵蹂躪后的安全性。
4、上蓋承重剛度分析
也稱為抗壓分析。電池包安裝在車底或者后備箱下面，電池包在生產、搬運、安裝、使用過程中，總是不可避免地會受到外在擠壓，尤其是上蓋。而上蓋和內部的模組之間的距離一般較小，為了防止上蓋受外力變形擠壓到模組，必須保證上蓋的剛度足夠大，以此保證模組不受“侵犯”。
5、靜態擠壓分析
電池包有一個擠壓的測試試驗，考量的是車輛這激烈碰撞中，障礙物侵入到電池包內部，是否會引起電池包大變形，進而使得電池起火發生爆炸。
展開 汽車儀表板橫梁設計要點及剛度分析
[3] 錢鵬，韓曉玉，王瓊.某商用車儀表板橫梁的模態靜剛度分析與驗證[J].農業裝備與車輛工程，2018,56(12):89-91+94.
[4] 劉佳會，金執，許慶超.淺析汽車儀表板橫梁結構設計[C]//河南省汽車工程學會.第十五屆河南省汽車工程科技學術研討會論文集.[出版者不詳]，2018:74-75.
[5] 曹渡.汽車內外飾設計與實戰[M].北京：機械工業出版社，2017.
[6] 康淳，孫云山，曹若飛.重型汽車橫梁連接板壓型常見問題分析[J].汽車實用技術，2019(15):166-168.
[7] 王星，張拓，朱五省，等.汽車橫梁類件生產缺陷及解決方法[J].模具制造，2018,18(6):9-11.
[8] 李英，焦洪宇，楊蘭玉.汽車橫梁全工序沖壓成形仿真分析[J].機械設計與制造，2015(9):251-253.
[9] 劉向東.商用車儀表板橫梁模態分析與驗證[J].汽車科技，2015(6):58-60.
[10] 張志軍.汽車內飾設計概論[M].北京：人民交通出版社，2008.
[11] 周方明，顏益，蘇晨，等.基于ANSYS的汽車儀表板橫梁焊接支架模態分析[J].武漢科技大學學報，2012,35(3):219-221.
[12] 李志紅，羅志偉，趙軍.汽車駕駛艙橫梁支架成形工藝分析與模具設計[J].模具工業，2011,37(9):30-33.
[13] 粟鴻光.淺談儀表板橫梁支架產品開發[J].時代汽車，2020(15):117-118.
文章來源：南方農機
展開 CAE技術在電池領域的應用
1、靜剛度分析
靜剛度分析是CAE分析的一大分支，大致原理就是對物體施加一個載荷，看物體有多大變形。具體到電池包，衍生出一個工況，稱為4g強度。需要約束電池包所有的安裝點，分別對電池包施加X/Y/Z三個方向的加速度，大小為4g，這個工況考察的是電池包系統本身的結構強弱，因此結果也是要求，電池包在這種情況下不能出現零件斷裂，保護電池包系統的結構在車輛在失重狀態下的安全性。
2、動剛度分析
動剛度分析也稱模態分析，這是一般結構分析的基本工況。用來考察電池包的本身結構特性-共振頻率，要求電池系統不能輕易的被激勵起共振現象，所以我們一般也會定義一個下限值，要求第一階模態不低于某個值，從而避免共振的發生，保護電池系統的結構在低階激勵（如發動機怠速激勵）的安全性。
3、隨機振動分析/疲勞分析
電池包有個測試試驗，叫隨機振動測試（GB31467.3-2015）。這個試驗也就是為了測試電池系統在某個功率譜密度的測試中是否會出現累積損傷，也是為了保護電池系統結構在長期使用中被各種外在激勵蹂躪后的安全性。
4、上蓋承重剛度分析
也稱為抗壓分析。電池包安裝在車底或者后備箱下面，電池包在生產、搬運、安裝、使用過程中，總是不可避免地會受到外在擠壓，尤其是上蓋。而上蓋和內部的模組之間的距離一般較小，為了防止上蓋受外力變形擠壓到模組，必須保證上蓋的剛度足夠大，以此保證模組不受“侵犯”。
5、靜態擠壓分析
電池包有一個擠壓的測試試驗，考量的是車輛這激烈碰撞中，障礙物侵入到電池包內部，是否會引起電池包大變形，進而使得電池起火發生爆炸。
展開 
汽車懸架橡膠襯套靜剛度設計方法
摘要:基于剛度疊加法的原理、非線性有限元分析及優化理論，提出了懸架襯套3 個方向靜剛度的設計方法。以某乘用車懸架橡膠襯套的三向靜剛度設計為例論述了該方法的有效性。該方法對懸架襯套三向靜剛度的設計具有指導意義。
關鍵詞
:橡膠襯套;三向靜剛度;剛度疊加;有限元分析;優化設計
汽車懸架橡膠襯套為懸架系統中重要的彈性元件，三向靜剛度是襯套的重要性能參數，該參數對汽車的操縱穩定性和平順性具有較大影響［1］。
在計算懸架襯套的三向靜剛度時，目前大都采用試湊的方法，或者利用工程中的一些簡單計算公式進行計算［2 － 4］。根據某乘用車懸架系統橡膠襯套的三向靜剛度設計要求，基于剛度疊加法、非線性有限元分析和優化理論，文中提出了懸架襯套3 個方向靜剛度的設計計算方法。首先對襯套進行參數化，利用ABAQUS 軟件計算襯套的三向靜剛度與一系列襯套參數的關系; 然后進行數據擬合，得到襯套的三向靜剛度與襯套參數的關系; 最后通過優化計算，得出滿足襯套三向靜剛度要求的襯套參數。給出了一個計算分析實例，說明了文中論述方法的有效性，該方法可以提高懸架襯套三向靜剛度的設計效率。
1 襯套的參數化和參數的確定
圖1 為要求設計的橡膠襯套安裝圖。橡膠體的內外表面分別與鑄鋁內管、尼龍外管硫化。其中高度H、內徑d 和外徑D 是橡膠體的主要尺寸。襯套三向靜剛度的要求見表1。
由于該懸架襯套2 個徑向剛度( Kx，Ky ) 的要求值不一樣，為此把襯套在xy 平面內的橡膠體設計成如圖2 所示的十字架形狀。襯套的橡膠體用2 個寬度參數b1，b2 進行離散化。
展開 主軸靜剛度計算實例（原創，如轉載，請注明出處）
材料：40Cr
分析類型：靜力學
技術難點：剛度軸承模擬
完成人：技術鄰ANSYS專家
網址：http://m.yqgqt.org.cn/content/other/402981
模擬過程：
通過彈簧建立剛度軸承
某汽車動力總成橡膠懸置疲勞計算
圖3 懸置有限元建模
2.3 懸置靜剛度分析
此動力總成懸置系統為四點支撐結構，發動機側懸置、變速箱側懸置及前后懸置，作為前懸置，主要考慮其主方向X 和Z 向的剛度。本文主要考慮其Z 向的剛度要求。
在ABAQUS 軟件中計算得到失效懸置Z 向剛度曲線如圖4 所示。在懸置線性段，Z 向力-位移曲線測試值、計算值與目標值吻合較好；由于在大位移下橡膠主簧發生較大變形，網格變形嚴重，計算不易收斂，故一般計算出懸置的拐點即能得出懸置的非線性特性。將懸置測試、計算與目標線性段靜剛度分別為71N/mm，65N/mm 與68N/mm，可知計算值和目標值的誤差控制在10%以內。
圖4 失效懸置力-位移曲線
2.4 懸置應變分析
在失效懸置Z 方向加載疲勞工況載荷力（拉壓載荷），找出主簧最大應變集中處的應變，如圖5 所示。
圖5 失效懸置應變分析結果
從上圖可以看出，在疲勞工況載荷下，懸置Z 向上拉的最大應變是0.436，懸置Z 向下壓的最大應變是0.621；采用ABAQUS計算出的應變集中位置與圖1 中實際零件疲勞破壞位置一致，在一定程度上說明采用ABAQUS 計算懸置在疲勞工況下的應變來反映其疲勞特性是可行的。
3 懸置新結構設計更改
3.1 懸置新老結構更改對比
針對老結構懸置的失效，在失效懸置基礎上對其結構進行更改，重新設計了另外一種新結構懸置，新老結構差異對比如圖6 所示。
圖6 新老懸置結構對比
3.2 新結構懸置靜剛度分析
對新結構懸置按照前述有限元邊界與材料本構計算其靜剛度，其結果如圖7 所示，因橡膠主簧結構未做調整，新結構懸置線性階段剛度值沒有太大變化，通過更改+Z 向限位塊，+Z 向剛度曲線拐點靠后了，比老結構更靠近目標值。
展開 新論文：黏彈性邊界中靜動力邊界轉化方法（地震靜動力耦合分析）
進行地震靜動力耦合計算時，如果采用黏彈性邊界作為動力邊界條件，則會面臨靜動力邊界轉化的問題。而靜動力邊界條件與地應力平衡橫容易混淆，地應力平衡應該包含在該過程中，許多文獻描述很模糊。新論文：《靜動力邊界轉換及其合理性驗證方法的研究》給出了在進行地震靜動力耦合計算時，靜力邊界條件（固定邊界）向動力邊界條件（黏彈性邊界）轉換的詳細步驟及檢驗方法。論文鏈接：https://doi.org/10.11939/jass.20220136
標簽：粘彈性邊界 黏彈性邊界 等效節點力 靜動力耦合模擬 靜動力邊界條件轉換 黏彈性邊界 疊加原理 地震反應 ABAQUS
展開 Catia靜應力分析and模態分析
靜應力分析
1.首先導入模型并賦予材料屬性
2.進入分析與模擬的Generative Structural Analysis，選擇第一個Static Anslysis
3.劃分網格，雙擊OCTREE Tetrahedron Mesh.1:Part1，進入OCTREE Tetrahedron Mesh窗口，選擇喜歡的Size和Absolute sag：
4.右鍵Nodes and Elements，Mesh Visualization，點擊YES，劃分網格完成
5.將網格抑制一下，才能看到幾何模型并添加支撐和受力
6.點擊Clamp并選擇要固定的點線面
7.點擊Distributed Force創建一個受力面，并設置受力在XYZ方向的大小，坐標系可以自己定義
8.選中Static Case Solution.1，點擊Compute，確定計算
9.完成后點擊YES
10.選中Static Case Solution.1右鍵選擇General Image，然后選擇自己想要的結果
11.著色方式和動畫顯示可看箭頭方式生成
模態分析
1.導入模型，設置材質
2.劃分網格，按需設置
3.設置支撐位置
4.
展開 hyperworks橫向穩定桿六面體網格劃分、線剛度、扭轉剛度和側傾角剛度及強度和疲勞仿真分析
</p><p>具體仿真分析過程：https://weike.fm/WnIf72b939</p>
想向各位大佬請教一下如何用MSC.flds去做靜氣彈和顫振分析，要是有靜氣彈的案例就更好了
幫助很大的話，愿意有償學習
靜強度仿真分析及碰撞分析
本人仿真工程師，可接結構仿真或者碰撞仿真，歡迎咨詢
Matlab懸置剛度解耦分析批處理以及剛度值優化算法 Adams一邊玩去 ￥10
Matlab運行程序 自動分析懸置解耦，可自行設定剛度值范圍進行優化求解等，以及靈敏度分析
如下
天洑軟件參展2024車路云端智駕產業化論壇
AICFD可精準完成數千萬級網格的整車外氣動風阻分析，獨有的AI預測功能可秒級預測乘員艙流場及溫度場，助力車企縮短設計迭代周期。
■ AIFEM 智能結構仿真軟件
AIFEM助力用戶解決固體結構的靜力學、動力學、振動、熱力學、拓撲優化等實際工程問題。軟件針對傳統仿真軟件前處理操作繁瑣耗時、求解速度慢、后處理自動化程度低等痛點，在各環節融入智能算法，提供自動化前處理、智能加速、智能結果分析等特色功能，可應用于白車身靜剛度分析、發動機缸體模態分析、電池包結構動力學分析等車輛結構仿真問題。
■ AIPOD 智能優化設計軟件
AIPOD針對工業設計仿真領域存在的諸多問題，如產品指標達到瓶頸、依賴專家經驗、多學科多目標難以兼顧等，基于人工智能技術研發了先進的智能優化策略，可幫助車企整體部門解決性能更優、成本更低、重量更輕等多目標尋優問題。AIPOD通過優化水冷板流道設計提高電池包均溫性，延長動力電池使用壽命；通過優化充放電控制策略，解決電動車低溫續航短、充電時間長等行業難題。
■ DTEmpower 智能數據建模軟件
DTEmpower致力于幫助工程師及工科專業背景學生，利用工業領域中的仿真、試驗、測量等各類數據進行挖掘分析，建立高質量的數據模型，實現快速設計評估、實時仿真預測、系統參數預警、設備狀態監測等工程應用。在汽車擋風玻璃模具制造場景中，DTEmpower基于數據挖掘構建玻璃形狀與模具間的映射關系，實現對傳統人工試錯法的替代。
江蘇省清華大學校友會汽車專業委員會，作為汽車行業校友間交流合作的重要橋梁，始終致力于推動汽車行業產業鏈技術的深度交流與合作，攜手開展產學研協同創新。
展開 ANSYS workbench齒輪靜結構接觸分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習齒輪接觸的三維模型處理
2、學齒輪連接非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性靜結構分析步的建立
4、學習齒輪靜結構接觸分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 齒輪靜結構接觸分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
