后地板强度和模态分析

AIFEM是由天洑自主研发的一款通用的智能结构仿真软件,助力用户解决固体结构相关的静力学、动力学、振动、热力学等实际工程问题,软件提供高效的前后处理工具和高精度的有限元求解器,帮助用户快速、深入地评估结构的力学性能,加速产品的设计迭代。

概 要 

1)案例描述

汽车后地板静力分析,强度校核。

2)几何

某型汽车后地板如图,包括周围一圈红色焊点区及中间蓝色受压区。

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图1 几何模型

3)材料

杨氏模量:205000MPa,泊松比:0.28
4)载荷工况

① 模态:请求前6阶特征值;约束:红色区域;U1=U2=U3=0

② 静力:重力:整体区域;Z轴负向9810mm/s2 ;压力:蓝色区域;向下0.012MPa;约束:红色区域;U1=U2=U3=0

建 模 

1)新建方案
① 启动AIFEM 2023R2;
② 点击创建方案,在新建方案弹窗中,填写文件名《后地板》,点击保存

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图2-1 AIFEM窗口
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图2-2 新建方案

2)几何
① 点击几何>导入,弹出导入几何文件弹窗;
② 在导入几何文件弹窗中,选择几何文件HDB.step;
③ 选择默认的导入到‘新模型’,模型名称为‘后地板’,点击导入
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图2-3 几何导入

3)网格
① 点击有限元模型>面网格,弹出面网格弹窗,对零件1划分网格;

② 在面网格弹窗中,选择1-1,点击对象选择为整个零件;网格尺寸选择4mm;

③ 点击生成。
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图2-4 网格尺寸设置

4)材料

① 点击有限元模型>材料库。a.选择系统材料库中steel材料;b.点击’>’将其添加至模型材料库中。

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图2-5 材料赋予

5)属性

① 点击有限元模型>壳属性

② 在壳属性弹窗中,a.选择相应steel材料几何为对象,点击右上角确定;b.选择对应的几何赋予steel材料属性;c.输入厚度为0.7mm;

③ 点击确定

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图2-6 固体属性赋予

静力-分析 

1)分析步

 点击有限元分析>新增分析,创建一个‘结构分析’ ,选择子分析步为静力,点击确定。

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图3-1 分析步创建

2)边界条件

① 点击有限元分析>位移/旋转,弹出位移/旋转弹窗
② 在位移/旋转弹窗中,a.选择红色区域为对象,点击右上确定; b.指定位移Ux,Uy,Uz为0mm;

③ 点击确定

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图3-2 边界条件设置

3)载荷

① 点击有限元分析>重力,弹出重力弹窗;
② 在重力弹窗中,a.选择整个模型为对象,点击右上确定; b.采用默认的重力载荷。
③ 点击确定
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图3-3 边界条件设置

① 点击有限元分析>压力,弹出压力弹窗; 

② 在压力弹窗中,a.选择相应加载区域为对象,点击右上确定; b.输入压强-0.012MPa;
③ 点击确定
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图3-4 边界条件设置

4)求解

① 点击有限元分析>求解,出现求解弹窗;

② 在求解弹窗中,定义输出名称、分析方案及求解模式,点击确定进行求解

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图3-5 求解

静力-后处理 

1)云图查看
① 求解完成后,软件自动导入结果;
② a.在视口区左侧选择S及其下Mises;b.视口区下侧选择相应帧,c.输入相应变形系数,进行应力云图查看;

③ a.在视口区左侧选择U及其下Magnitude;b.视口区下侧选择相应帧,c.输入相应变形系数,进行位移云图查看。


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图4-1 应力云图
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图4-2 位移云图


模态-分析 

1)分析步
① 点击有限元分析>新增分析,创建一个名称为分析-2结构分析,子分析步选择模态,点击继续

② 弹出模态分析步弹窗,选择输出前6阶模态,点击确定

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图5-1 分析步创建

2)边界条件
① 点击有限元分析>位移/旋转,弹出位移/旋转弹窗;
② 在位移/旋转弹窗中,在分析-2下,a.选择红色区域为对象,点击右上确定; b.指定位移Ux,Uy,Uz为0mm;

③ 点击确定

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图5-2 边界条件设置

3)求解
① 点击有限元分析>求解,出现求解弹窗;
② 在求解弹窗中,定义输出名称、分析方案及求解模式,点击确定进行求解
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图5-3 求解


模态-后处理 

1)云图查看
① 求解完成后,软件自动导入结果;

② 选择模态步,a.在视口左侧选择U及其下Magnitude;b.输入相应变形系数;c.进行模态云图及动画查看。

③ 点击结果>模态结果,查看相应模态结果。

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图6-1 求解
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图6-2 模态结果

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