【AIFEM案例教程】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。

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。

图2-1 AIFEM窗口

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。

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。

图2- 6  固体属性赋予

静力-分析 

1）分析步

① 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。

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。

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。

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。

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。

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。

图4-1  应力云图

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的结构分析，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。

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。

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。

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。

图6-1 求解

图6-2 模态结果

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