本文摘要(由AI生成):
本文介绍了汽车结构分析中常用的1D单元类型,包括杆、梁、弹簧及特殊功能单元如扭转弹簧、皮带轮弹簧和预紧弹簧等。这些单元具有不同应用场景和定义方法,在汽车结构分析与设计中扮演重要角色。正确运用这些单元,工程师可精确模拟分析汽车结构,优化设计,提升性能与安全性。
<汽车中1D单元运用示例>
TRUSS TYPE2
杆单元
两个节点构成的杆单元具有一个自由度,只能描述压缩/拉伸性质。
与线弹性材料LAW1和弹塑性材料LAW2兼容。
需要定义横截面积和初始长度:
在杆的基础上,加入第三个节点可以定义方向。梁单元有六个自由度,能描述梁沿各方向平动和转动。
如何定义:
TYPE4 一个自由度弹簧
只能模拟压缩/拉伸,不过线性或非线性的关系都能模拟哦。
Ø Ileng=0时,定义力关于形变量的函数。此时输入弹簧质量和刚度为实际质量和刚度。
Ileng=1时,定义力关于应变的函数。此时,输入的弹簧质量为单位长度下弹簧的质量,刚度同理。
Ø 通过为加载或卸载定义函数,能描述这么多种力-形变关系:
弹簧的预压缩的模拟:当H1=0,输入一条直线的时候,可以同样模拟线性弹簧,通过向Y负方向平移曲线:
这里横轴代表弹簧形变量,纵轴代表力。可以观察到,我们定义的这个函数不经过原点。在形变为0时,力等于-300。相当于为弹簧加入了预压缩力。
绳索单元模拟:当H1=0,输入的曲线X负方向数值为零,X正方向为刚度。
TYPE13 六个自由度弹簧
厉害了!六个自由度,线性、非线性、阻尼都能模拟。
并且,每个方向上都可以定义失效。还可以用传感器激活、禁用弹簧单元。
正确地定义六个方向的系数即可使用:
如果想把某个自由度锁死,可以把该方向的劲度系数K设为一个很大的值。
以上是两种最基本的弹簧单元~
下面跟着小汰再来认识下他们有特殊功能的堂弟们吧~
TYPE8 扭转弹簧
三个节点,使用时通常使1、2节点重合,只用它模拟扭转。常用来模拟转轴。
定义的方法和TYPE13类似。也可以添加失效、传感器。
TYPE12 皮带轮弹簧
皮带轮弹簧是3节点弹簧单元。其中1、3节点绕2节点滑动,像滑轮上的绳子:
两截弹簧可分别描述各自方向上的拉伸/压缩。
可以根据拉力和角度定义摩擦:
TYPE32 预紧弹簧
TYPE45 简化连接模型
不论是球面连接、圆柱连接,还是平面连接等等,都可以用TYPE45模拟。