更好地模拟结构部件的振动行为

此访客贡献是由Wolfgang Korte博士，零件工程董事总经理，开发人员交谈。零件工程是一个成员Altair合作伙伴联盟。

重要的是要考虑短纤维增强塑料部件的模塑方法，当进行有限元（FE）分析这些部件时。使用降低因素的全球“涂抹”刚度的常用方法具有全球性“涂抹”刚度导致大的不确定性。通过与精度的增益和结果更高的评估安全性比较，综合仿真方法所需的额外工作是合理的。

然而，热塑性聚合物的特定材料行为一般，并且短纤维增强等级使分析复杂化。这里的主要参数是由纤维取向和材料的阻尼产生的材料行为的各向异性。

由于由短纤维增强聚合物制成的部件的性质对纤维取向具有一定依赖性，因此使用一体化模拟的全面考虑对于精确的计算评估是必要的。注塑模拟可以在部件中提供所需的局部纤维取向。通过逆转，纤维取向是从注射成型仿真中获得的，并且应用多尺度材料模型考虑纤维取向对组分的机械性能的影响（图1）。

数字。1：CAE工作流与交谈

这些模型允许基于其组成部分的材料特性来计算复合材料的行为，如基质聚合物和增强纤维。由于微尺度模型对于宏观部分不可行，因此使用均质化方法。

均化方法基于其成分的机械性能及其空间配置来计算复合材料的各向异性特性，而无需对每个组成的微量尺度建模。以这种方式对于FE模型中的每个元素，考虑了特定的材料行为。对于材料模型的校准，如定量测定模型参数，进行实验测试。

为此，将实施例以不同的角度从注塑试验斑块的流动方向上拍摄，并在短期拉伸试验中进行测试。另外，我们进行了弯曲振动测试，以确定频率依赖的模型阻尼因子。

验证部分

模拟结果在通过具有50％玻璃纤维的聚酰胺制成的汽车发动机支架上实验验证。发动机支架安装在铝曲轴箱上（图2）。

图2：FEM模型和曲轴箱发动机支架的测试配置（来源：戴姆勒）

使用3D扫描激光振动计记录振动响应。测量整个组分表面上的加速度。这揭示了自然频率，自然模式和响应行为。

在图3中，通过标准化形式比较了在不达到纤维取向的情况下进行各向同性Fe分析的结果：100％与测量相关。

图3：发动机支架的计算和测量的自然频率（来源：戴姆勒）

各向异性模拟的计算和测量的自然频率之间的相对偏差位于2％至5％之间，而观察到与检测相比的约20％至34％的偏差对于各向同性模拟。各向同性分析计算自然频率显着太高。在测量和仿真比较中的自然模式动画的视觉评估也显示了非常好的相关性。

精度和努力之间的优秀权衡

使用各向异性线性弹性材料模型的材料行为的相当简单地描述和全局频率依赖性阻尼因子导致对与测量有关的振动行为的良好预测。更精细的材料模型（如粘液模型）不会导致更精确的仿真结果。必须考虑到，对于频域中的Fe分析，无论如何发生线性化，并且位移和菌株都很小。

通过交谈产生的预均质材料卡允许使用求建标准材料模型，以便FE分析高效，数值稳定且快速。因此，应用也适用于大型型号。匡威是一种易于使用的软件，它允许甚至偶尔非专家用户所描述的工作流程的面向实践应用。

交谈可以通过Altair合作伙伴联盟访问。bob游戏下载大全有关更多信息，请注册我们的生活网络研讨会这将于4月16日星期四举行。