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第 27 1 ]2018 2 月计算机 工程Computer Aided EngineeringV ol . 27 No . 1 Feb . 2018工程数值仿真与CAE 算法N u m erical S im u la tio n of E n gin eerin g a n d CAE A lgo ritlim文章编号：1006 - 0871(2018)01-0001-06D O I ：10. 13340/j . cae . 2018. 01.001客车空气弹簧悬架边界条件模拟与试验验证摘要：针对客车车架强度分析时空气弹簧悬架边界条件难以设置的问题，提出使用等效静态载荷 法进行悬架模拟的思路。
分析空气弹簧刚度的非线性和双横臂独立悬架的机构模型，建立整车多 体动力学模型，计算多工况下车架与空气弹簧悬架连接位置处的受力，求解得到态载荷并施加到有限元模型中，添加辅助约束完成边界条件设置；对车架进行多工况下的强度分析，比较不同 工况下车架的应力分布和最大应力出现的位置。
搭建试制样机的动态测试平台，对比仿真结果与 试验结果，验证模拟方法的有效性。
关键词：态载荷；空气弹簧悬架；边界条件；多工况；强度分析；动态测试中图分类号：T B 391.9文献标志码：BS im u la t io n a n d te s t v e r if ic a t io n o n b o u n d a r y c o n d it io n o fb u s a ir s p r in g s u s p e n s io nZHAO Wentao , REN Xudong , WEN Wen(1. Institute of Systems Engineering , China Academy of Engineering Physics , Mianyang 621900, Sichuan , China )Abstract ： As to the issue that the boundary condition of air spring suspension is dificult to set for thestrength analysis of bus frame , an equivalent static load method is proposed . The nonlinearity of the air spring stiffnes and t he mechanism model of tlie double wislibone independent suspension are analyzed .The multi-body dynamic model of the whole vehicle is built . The forces attheconnectinbus frame and the a ir spring suspension under different conditions are calculated . The equivalent staticload is obtained andapplied tothefiniteelement model . The auxiliaryconstraintsato complete the setting of boundary conditions . The strength analysis of the bus frame under multi conditions is carried out . The stress distribution and the positions of maximum stress on the frame are compared . A dynamictestplatform for theprototypeis built . The simulation rthe experimental results . The simulation method is verified to be effective .Key w ords ： equivalent staticload ;airspring suspension % boundarycondition %manalysis ; dynamic test收稿日期：2017-10-19修回日期：2017-12-08作者简介：越文涛（1989—"，男，山东临C 人，硕士，工程师，研究方向为产品数字化设计和有限元分析，（E-mail )zhaowtzj +u @163. com赵文涛，任旭东，温雯(中国工程物理研究院总体工程研究所，四川绵阳 621900)2计算机辅助工程2018 年-80 -60 -40 -20 0 2040 60 80弹簧位移/mm图1空气弹簧刚度-位移曲线1.1.2双横臂独立悬架机构空气弹簧悬架前桥双横臂独立式悬架[12]，上、下横臂和横机，因此为前桥 。
弹簧连接体模型知识点总结1. 弹簧连接体的工作原理弹簧连接体模型的工作原理是利用弹簧的弹性变形来传递力和变形。
当外部施加力或载荷作用于弹簧连接体上时，弹簧会发生弹性变形，并在一定程度上吸收和分散能量，从而使连接体的其他部件受到的力和变形减小。
同时，弹簧连接体还能够根据外部载荷的大小和方向进行相应的变形，从而保证机械系统的正常运行。
2. 弹簧连接体的设计要点在设计弹簧连接体模型时，需要考虑以下几个要点：(1) 弹簧的选材和尺寸：弹簧的选材和尺寸是影响弹簧连接体性能的重要因素。
不同的载荷和变形要求需要选择不同材质和尺寸的弹簧，以保证连接体在工作过程中能够满足设计要求。
(2) 连接体的结构设计：连接体的结构设计需要考虑到弹簧的安装方式、连接方式和连接件的选用等因素，以保证弹簧能够正常工作，并且连接体能够承受外部载荷和变形。
(3) 弹簧的预压设计：在一些特定的应用场合，需要对弹簧进行预压设计，以保证连接体能够在工作过程中具有一定的刚度和稳定性，同时还能够满足外部载荷和变形要求。
3. 弹簧连接体的应用范围弹簧连接体模型广泛应用于各种机械设备和结构中，包括但不限于以下几个领域：(1) 汽车工程：在汽车工程中，弹簧连接体常被用来作为悬挂系统和减震系统的重要组成部分，以满足对车辆悬挂和减震性能的要求。
(2) 机械制造：在机械制造领域，弹簧连接体常用于连接机械部件，例如阀门、泵等，以保证机械系统的正常运行。
(3) 结构工程：在结构工程中，弹簧连接体常用于连接建筑结构和桥梁结构的各个部件，以减小外部载荷和变形对结构的影响。
总之，弹簧连接体模型是一种重要的机械连接装置，它能够通过弹性变形传递力和变形，并在一定程度上吸收和分散能量，从而保护机械系统的其他部件免受损坏。
在实际应用中，设计者需要根据具体的载荷和变形要求选择合适的弹簧和连接体结构，以保证连接体能够满足设计要求。
弹簧连接体模型广泛应用于汽车工程、机械制造和结构工程等领域，在各个领域中都发挥着重要的作用。
abaqus加弹簧边界条件(一)Abaqus加弹簧边界条件引言•Abaqus是一款强大的有限元分析软件，可用于模拟各种物理现象和工程问题。
•弹簧边界条件是一种常用的边界条件，在模拟实际系统中常常需要使用弹簧来约束某些运动。
•本文将介绍如何在Abaqus中使用弹簧边界条件进行模拟分析。
弹簧边界条件的定义•弹簧边界条件可以用于限制节点在某些方向上的运动，使其满足某种约束条件。
•弹簧边界条件是通过在节点上定义弹簧元素来实现的，该弹簧元素的刚度和长度可以根据需要进行调整。
•弹簧边界条件需要指定两个节点，并定义弹簧元素的刚度和长度。
Abaqus中弹簧的定义•在Abaqus中，可以通过使用COUPLING和BOUNDARY等命令来定义弹簧边界条件。
•首先，需要在命令窗口中定义弹簧元素，通过指定节点和弹簧的刚度和长度来定义。
•接下来，可以使用*COUPLING命令将弹簧约束应用到需要的节点上。
•最后，使用*BOUNDARY命令将定义的约束条件应用于模型中。
弹簧边界条件的使用案例•下面将通过一个简单的案例来演示如何在Abaqus中使用弹簧边界条件。
•假设有一个悬臂梁，需要在末端施加一个向上的力，并约束梁的运动。
•首先，需要定义悬臂梁的几何形状和材料属性。
•然后，通过创建节点和单元网格，在末端节点上施加力。
•最后，通过定义弹簧边界条件，将悬臂梁的末端节点约束为固定。
结论•弹簧边界条件是Abaqus中常用的边界条件之一，可用于约束节点的运动。
•使用弹簧边界条件需要定义弹簧元素的刚度和长度。
•在Abaqus中，通过使用COUPLING和BOUNDARY等命令来定义和应用弹簧边界条件。
•弹簧边界条件可以应用于各种力学分析中，如悬臂梁、弹簧系统等。
以上是关于Abaqus中使用弹簧边界条件的简要介绍，希望对您有所帮助。
任意边界条件弹性杆结构扭转振动特性分析许得水;杜敬涛;李文达;杨铁军;李玩幽【摘要】采用改进傅里叶级数方法建立了任意边界条件弹性杆扭转振动特性预报模型。
针对传统傅里叶级数在扭振边界处存在的位移导数不连续问题，通过改进傅里叶级数的方法改善解的收敛性和准确性。
弹性杆结构扭振微分方程与任意边界条件方程进行联合求解，得到弹性杆扭振问题的特征矩阵方程。
数值算例分析结果充分验证了本文模型的可行性与正确性。
%An improved Fourier series method was employed to model torsional vibration of an elastic rod under arbitrary boundary conditions.In order to overcome discontinuities of displacement derivatives of traditional Fourier series at boundary points,an improved method was constructed to improve the convergence and correctness of the series solution. The system characteristic equation was obtained through exactly solving the torsional vibration governing equations and boundary condition equations of the rod.Various numerical examples were presented to validate the feasibility and correctness of the proposed model.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2017(036)001【总页数】7页(P161-166,174)【关键词】弹性杆;扭转振动;边界条件;傅里叶级数【作者】许得水;杜敬涛;李文达;杨铁军;李玩幽【作者单位】哈尔滨工程大学动力与能源工程学院，哈尔滨 150001;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院，哈尔滨150001;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院，哈尔滨 150001;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院，哈尔滨 150001;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院，哈尔滨 150001【正文语种】中文【中图分类】O327弹性杆(或轴)结构广泛应用于船舶推进、石油钻探、传动轴系等众多工程场合，当主动力矩与负荷反力矩存在不平衡时，容易引起弹性杆结构绕轴线进行的扭转振动。
载荷在加载到模型的过程中有很多技巧，掌握好这些技巧不仅可以方便快捷地处理载荷还能得到合理、满意的结果。
下面通过几个实例介绍几个载荷处理技巧。
1 面荷载简化为线荷载上图是一个十字筋板形式的座，座上面可以放置电机、减速器、制动器之类的装置，对于此种情况可以施加面荷载于盖板上，见图1，但是结果往往造成盖板的应力、变形过大（图2），实际上该结构主要由十字筋板承受并传递荷载，因此可将荷载简化施加到十字筋板的上边缘，如图3所示，结果如图4所示。
2 点载荷转化成线载荷堆取料机悬臂梁上布置托辊，托辊支撑皮带，带动物料，此时载荷是托辊、皮带加物料作用在托辊与主结构连接处，如图5所示。
按照点荷载施加，首先要找到托辊的位置，如果托辊的位置处并没有节点，就需要对模型进行处理来实现网格划分后托辊处存在节点，增加了很大的工作量。
因为悬臂梁较长且托辊沿梁长方向均匀分布同时数量较多，所以将上述点荷载以线荷载的形式施加到主结构上对结果的影响并不大，反而简化了载荷的施加过程，并且不需要对模型进行处理，如图6所示。
3 静水压力载荷静水压力载荷在工程实际中应用较多，它的施加主要注意三个方面即可，一是液体压力的线性变化；二是注意液压的水平面；三是单元面法向，确保压力的施加方向要正确。
4 风载荷户外结构尤其是港口机械在CAE分析中一般要考虑风荷载，在使用壳单元或实体单元建模时，沿风向在风载荷作用面上施加风压力即可。
但如果采用梁单元建模时，风荷载从面载荷转换成线载荷，注意载荷大小要用风压力乘以作用面宽度，还有应注意考虑折减系数以及随高度变化的风载系数等问题。
5 重力载荷密度修改在建模时经常会省略掉一些连接板，并且焊缝往往也不考虑，这就造成了计算模型与实际结构的重量存在差异（比实际结构小），在充分检查板厚及模型没有问题后，此时可通过修改重力加速度的值来实现模型重量与实际结构重量保持一致。
6 动载起重机、装卸产品等在使用过程中存在由于缓冲、加速或减速以及非正常制动等引起的结构整体动载，该动载是由于惯性造成的，在FEA模型中可通过施加线性加速度（平动）或角加速度（转动）进行模拟，类似于重力加速度，其施加方式也与重力的施加一样。
Midas各种边界条件比拟Midas的提供的边界条件非常多，而且各有用途，初学Midas的朋友们都想看看到底不同边界条件之间有什么区别，下面在Midas帮助文件选取下来的，只是作一个比拟，各种边界条件的具体使用参照MIDAS帮助文件。
1.定义一般弹性支承类型SDx-SDy整体坐标系X轴方向和Y轴方向(或已定义的节点局部坐标系x方向和y方向)的相关弹性支承刚度。
注一般弹性支承通常用于反映桩的支承刚度，结构分析时可以考虑与各个自由度有关的桩支承刚度。
在典型的建筑结构中，分析模型不包括桩根底。
而是假定在根底底面或桩帽处存在弹性边界。
下面的通用刚度给出了桩单元的实际刚度。
对斜桩，用节点局部坐标轴计算斜向的刚度。
2.一般弹性支承分配定义的一般弹性支撑类型，或输入节点通用刚度矩阵(6×6)。
其中包括选定的节点在整体坐标系或节点局部坐标系内各自由度之间相关的刚度，也可以替换或删除先前定义的弹性支承刚度SDxSDySDzSRxSRySRz注在一般弹性支承类型对话框中，上述6个弹性支承刚度值只表示6 x 6阶刚度矩阵中的6个对角线刚度值。
实际分配给节点的刚度值为6 x 6阶刚度。
3.面弹性支承输入平面或实体单元单位支承面上的弹簧刚度形成弹性支承。
并可同时形成弹性连接的单元。
该功能主要用于在根底或地下结构分析中考虑地基的弹性支承条件。
弹性连接长度：弹性连接单元的长度。
该数据对分析结果没有影响，只是为在分析中定义一个内部矢量。
只受拉，只受压：选中选项指定弹性连接为只受拉或只受压单元。
4.弹性连接形成或删除弹性连接。
由用户定义弹性连接与其弹性连接的两个节点。
SDxSDySDzSRxSRySRz。
5.一般连接特性值建立、修改或删除非线性连接的特性值。
一般连接功能应用于建立减隔振装置、只受拉/受压单元、塑性铰、弹性支撑等模型。
一般连接可利用弹簧的特性，赋予线性或非线性的特性。
一般连接的作用类型分为单元类型和内力类型。
ABAQUS中黏性边界条件的实现及应用
李煜东;薄景山;孙强强;王亮;乔峰
【期刊名称】《防灾减灾工程学报》
【年(卷),期】2017(37)2
【摘要】波动数值模拟时,基底直接输入地震波会导致波动能量在计算域内往复反射,影响分析结果的可靠性。
应用黏性边界条件模拟无限地基的辐射阻尼效应,基于波动理论及Spring/Dashpots单元实现了ABAQUS软件中黏性边界条件的施加,进而对弹性半空间的波源问题和散射问题进行波动数值模拟,并验证了黏性边界条件的有效性。
采用黏性边界和固定边界条件计算响嘡台阵3号测井的土层地震反应,并将计算结果与实际记录进行对比分析。
结果表明,固定边界会造成散射波往复反射,放大了地表的地震响应,黏性边界能吸收散射的波动能量,能够较好地模拟土层地震反应。
【总页数】8页(P250-257)
【作者】李煜东;薄景山;孙强强;王亮;乔峰
【作者单位】防灾科技学院;中国地震局工程力学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】P315.9
【相关文献】
1.基于Abaqus的拟满应力设计算法的实现及其应用
2.粘弹性边界条件的实现及在地震动场地效应研究中的应用
3.南水模型在ABAQUS中的实现及在工程中的应用
4.ABAQUS中动力问题边界条件的选取
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ｉ＝ｆｌＰＯｌ。
盹）丸＝唇，ｆ吲小Ｅ地）吒＝圭
令ｈ－－－Ｏ，这时两分离的平面成为同一粘结界面，相应的法向弹簧刚度就是界面上的法向弹簧刚度，丽这时得到的最大法向粘结强度也就是界面上的法向应力：
只（ｏ）＝一Ⅳ［ｋｒ。
．Ｄ（ｒ．）ｄｒｏ。
＝一Ｎｋｒ。
．，
邑（ｏ）＝Ｎ［ｋＯ（ｒｏ。
）ａＶｏ．＝Ｎｋ＝Ｎｋ．这样，得到了界面上（ｈ－－－－Ｏ）的法向应力与位移关系，即宏观的弹簧边界条件：
只（Ｏ）＝Ｌ＝Ｋｒｏ，＝Ｋ△“。
同理，切向粘结界面也可以用弹簧刚度蜀来描述．这样，利用微观的氢键理论直接得到粘接界面的宏观弹簧边界模型：
Ｐｑ＝Ｋ，（ｕ，ｒＨＨ０．ＰＩ＝Ｋｔ舢ｔｒｕｏ）．
３．激光超声实验
当一脉冲激光入射透光的环氧到环氧一铝界面时，直达波４瘌经环氧自由表面反射而透过界面的透射波４，的计算结果及实验结果如图２所示．它们与界面弹簧刚度之间的关系及实测的整个界面上粘结强度分布如图３和４所示．
善０１
量．０：～２妻。
呈。
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藿１４
～图２透明环氧一铝试样ａ）实验结果，”由弹簧模型的计算结果
１矿
图３Ａ，和一卉最的关系．图４环氧—铝界面粘结强度分布
因此，在已知分布函数时，由实验测定界面的弹簧刚度，就可得到界面单位面积上的氢键数Ｎ，这样．界面粘结强度就可由氢键作用力绝对确定．
参考文献
１．Ｊ．Ｈ．Ｃａｎｔｒｅｌｌ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．９６，３７７５（２００４）
２．Ｓ．Ｉ．Ｒｏｋｈｌｉｎ战ａｌ，Ｊ．ＡｄｈｅｓｉｏｎＳｃｉ．Ｔｅｃｈｎ０１．，Ｖ０１．１８，Ｎｏ，３，３２７—３５９（２００４）。
钱梦繇，同济大学声学研究所，教授，博士生导师；王浩，同济大学声学研究所，博士生。
粘接界面的氢键模型与弹簧边界条件
作者：钱梦騄， 王浩
作者单位：同济大学,声学研究所,上海,200092
本文链接：/Conference_6342008.aspx
授权使用：西安交通大学(xajtdx)，授权号：0f561143-7478-4c96-8045-9e4c00c0f304
下载时间：2010年12月14日。
