文章来源:www.teesim.com本文介绍连接器振动测试相关的CAE分析。包括:端子插拔力,在预应力基础上进行模态分析和动态分析,模拟连接器振动脱落的过程。展示Abaqus软件重启动分析以及显式/隐式算法耦合切换的相关功能。 接插件端子插拔力CAE仿真插拔力仿真比较简单,不用过多介绍,仿真动画如下: 考虑预应力对模态固有频率的影响振动分析前,一般需要先做模态分析,了解结构的固有频率。连接器的端子之间是通过接触预压产生的预紧力贴在一起的。对于这样的连接结构,在模态分析中如果直接将端子接触面绑定(tie)在一起,不考虑接触刚度,得到的固有频率一般会偏高,与实际不符。更准确的做法是:先通过一个静态分析步,模拟接触(contact)预压过程;然后再基于前面的初始预应力状态进行模态分析。 分别采用绑定(tie)和接触(contact)进行模态分析。一阶固有频率对比如下:采用绑定方式,结果为164Hz;采用接触方式,结果为104Hz。两者的差异达到60%,区别还是蛮大的。 从振动变形的动画可以看出:采用绑定方式,端子接触的位置完全没有相对运动,像是完全粘牢在一起了,很明显是不符合实际情况的。采用接触方式的结果,更逼真一些。 模拟振动脱落的CAE仿真下面这张动图展示了连接器的振动试验,图片来源于:https:///blog/2020-06-18-wago-221-splicing-connector-vibration-test 通过有限元仿真,我们可以分析接插件连接是否牢靠,振动过程中是否会脱开。 第一步:采用Static implicit静态隐式算法,模拟端子插入的过程,得到预应力。 第二步,基于前一步的结果,进行Dynamic动态分析。 下图是关于*IMPORT(导入)用法的总结。哪些可以导入,哪些不能导入,哪些需要重新定义,都做了说明。 注意:如果在第二步采用explicit显式算法,部分单元类型不适用。具体哪些单元可以通过*IMPORT在 implicit和explicit算法之间通用,帮助文档中说明如下: 本案例施加的简谐振动加速度波形为:幅值30g,频率100Hz。 上图所示的函数曲线,对应的inp代码如下: 第一步计算完成后,用下面的命令运行第二步: 可以先计算10个周期的振动波,看看接插件会不会脱落。对于100Hz的波形,1个周期的时间是0.01s,10个周期就是0.1s。仿真动画如下: 从这个动图来看,接插件端子并没有脱落。别急,冰冻三尺非一日之寒。光看动图看不出啥问题,咱得看数据才能明察秋毫。检查一下左侧端子的横向位移,看看振动过程中有没有向外挪动。 从这个位移曲线可以看出:振动过程中,端子一直在向外挪动。0.1s的时间,总共移动了0.018mm,向外挪动的平均速度大约是0.18mm/s。 振动频率是100Hz,如果仿真计算20s的振动过程,需要计算2000个周期,非常耗时。我们拖动一下进度条,直接对端子快要脱出的瞬间进行仿真,效果如下: |
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