FEMFAT在船用大功率中速柴油机研发中的应用

FEMFAT在工程项目中的应用白车身有限元及疲劳分析EngineeringCenterSteyrGmbH&CoKG(ECS)斯太尔工程技术中心目标：1.BIW疲劳分析流程2.运用FEMFAT进行BIW疲劳分析的项目举例内容：1.BIW疲劳分析流程2.运用FEMFAT进行BIW疲劳分析的项目举例BIW疲劳分析流程路谱采集·路谱的采集是分析的第一步，它的目的是采集路况信息。通常情况下路谱都是在特定的多个路况条件下采集的。·因测量的目的不同所要采用的传感器类型也不同，常用的有位移传感器、应变片、加速度传感器和六分力仪等。ECS通过多年的实践开发出了采用加速度传感器的方法，可测量XYZ三个方向的加速度，结合虚拟迭代的方法可以达到采集方便，数据准确和价格便宜等优点。路谱数据处理·在采集到路谱数据后需要对路谱数据进行处理。·应用ECS开发的FEMFATLAB可完成对数据在时间域和频率域进行数据的分割、重组、过滤、裁减、分类和格式转化等任务。它下设：LABStandard、VirtualIteration、Time、Frequency、Class、Fatigue和Tools子模块，是功能强大的数据处理软件包。MBS模型·应用MBS"MultiBodySimulation“和虚拟迭代的方法可以将测量的路谱信息准确的反馈到BIW上，得到准确的BIW上接口点的载荷谱。·ECS运用ADAMS建立MBS模型，并运用多年的经验调整各关键部件的参数，使计算更加精确。虚拟迭代(VI)-VirtuelleIteration·ECS开发出的FEMFATLABVI„VirtuelleIteration“是经过多年的摸索，借鉴台架试验中的”物理迭代“编写的软件方法。经过近10年的实践目前处于业界的最前沿水平，目前已有多家汽车公司对这套软件进行了采购。·VI的作用是通过内部所测量的值(加速度、位移、力等)来确定外部的激励源(轮心的位移等)。·VI的应用步骤和试验台架的物理迭代步骤是一致的。·此方法可应用于所有模拟软件(ADAMS,SIMPACK,RECURDYN,…)·此方法自动兼容ADAMS和SIMPACK接口点载荷谱·应用MBS"MultiBodySimulation“和虚拟迭代的方法可以将测量的路谱信息准确的反馈到BIW上，得到准确的BIW上接口点的载荷谱。每个接口点有6个自由度，即每个接口点得到的3个方向力和3个方向扭矩载荷谱，如果白车身有24个接口点就是144个载荷谱通道。·ECS应用载荷谱通道作为FEMFATMAX的载荷输入数据，以计算BIW多轴向受力情况下的疲劳损伤值和寿命。FE模型·在收集了所需的数据后就可以在3D模型的基础上建立FE有限元模型了。ECS应用ANSA和IDEAS建立FE模型，定义边界条件和施加载荷。·ECS运用Nastran的InertiaRelief进行S101计算各接口点的6个自由度的单位载荷。单位应力是指比如：力Fx=1N,扭矩Mx=1Nmm等。如果有24个接口点，就计算24x6个自由度=144个工况，与之对应的是来自MBS的144个通道载荷谱。·ECS运用Nastran的S103计算模态响应，并为MBS模型做准备。·ECS有一套完整的针对焊点和焊缝的模型建立体系，以便于后续的疲劳分析计算使用。模态分析·模态响应计算是为了研究BIW在特定的频率下全局和某些关键部件是否产生共振现象。·ECS运用Nastran的S103计算模态相应。接口点单位载荷·ECS运用Nastran的InertiaRelief进行S101计算各接口点的6个自由度的单位载荷，以得到BIW的单位应力。单位载荷是指比如Fx=1N,Mx=1Nmm等。如果有24个受力点，则需计算24x6个自由度=144次单位载荷计算，与之相对应的是来自MBS的144个载荷谱通道。FEMFAT疲劳计算·ECS应用FEMFATMAX来计算BIW的多轴向疲劳损伤值，损伤值的倒数就是寿命值。我们可以增加行驶路程，比如道路谱采集只有5公里，而我们的实际耐久要求是20万公里，那么在软件中乘以一个20万/5=4万的系数就可以了。所得到的结果可以证明此BIW是否能经受的住20万公里的坏路行驶。·在疲劳损伤值计算前，需要输入FE模型的节点和单元、材料信息S-N曲线、各通道的载荷谱和相应的单位应力值、影响参数等信息。·FEMFATVisulizer的是一个后处理模块，可以直接察看计算结果。台架试验·如果条件允许的话可以运用采集的路谱进行台架试验。并与计算结果进行对比。ECS积累了长达30年的汽车研发经验，实践告诉我们采用此疲劳分析流程，并结合FEMFAT软件进行疲劳计算，其可靠性完全与试验相吻合。运用FEMFAT进行BIW疲劳分析的项目举例项目介绍日本某客户SUV·此项目采用路谱方法对白车身和底盘大梁架的基础材料、焊缝和焊点进行疲劳损伤值计算。奥迪某型轿车·此项目采用路谱方法对白车身的基础材料、焊缝和焊点进行疲劳损伤值计算。Nissan某型轿车·此项目采用路谱方法对白车身的基础材料、焊缝和焊点进行疲劳损伤值计算。Mitsubishi某型轿车·此项目采用路谱方法对白车身的基础材料、焊缝和焊点进行疲劳损伤值计算。Daihatsu某型轿车·此项目采用路谱方法对白车身的基础材料、焊缝和焊点进行疲劳损伤值计算。Daihatsu某型轿车·此项目采用路谱方法对白车身的基础材料、焊缝和焊点进行疲劳损伤值计算。BMW某型轿车·此项目采用路谱方法对白车身的基础材料、焊缝和焊点进行疲劳损伤值计算。因为项目成功完成并且此车型的销量非常的好，为了纪念这次合作，BMW公司将第一辆生产的车型一分为二，一半留在了ECS,另外的一半存放在BMW在慕尼黑的博物馆里。免责声明：本页面/内容部分素材来源于互联网公开信息，旨在传递更多信息，不代表本平台立场。版权归原作者或机构所有，如涉及侵权，请通过平台联系我们，我们将在核实后第一时间处理。本平台对转载内容的真实性、准确性不作任何保证，用户需自行判断并承担使用风险。