CASES-仿真分析規(guī)范編制指南V1.0版

序 II編者按(一) III編者按(二) 錯誤!未定義書簽。前言 V 1引言 12仿真分析規(guī)范指南目標 23仿真分析規(guī)范制定方法 2范內(nèi)容 21基礎通用內(nèi)容 22具體業(yè)務內(nèi)容 4第三章：仿真分析規(guī)范制定流程和原則 101規(guī)范編制團隊建立 102仿真分析規(guī)范制定基本原則 113規(guī)范修訂與完善 11參考文獻 11 第一章：結構靜強度仿真分析規(guī)范指南 13 2范圍 133規(guī)范性引用文件 134術語和定義 135通用規(guī)則 136工作流程 177前處理建模 178求解設置 229結果后處理 22 第二章：結構模態(tài)仿真分析規(guī)范指南 25 2范圍 253規(guī)范性引用文件 254術語和定義 255通用規(guī)則 266工作流程 287前處理建模 288求解設置 329結果后處理 32 第三章：氣動計算仿真分析規(guī)范指南 36 2范圍 363規(guī)范性引用文件 364術語和定義 365通用規(guī)則 376交付物 377工作流程 378前處理建模 389提交求解 39 第四章：散熱計算仿真分析規(guī)范指南 41 2范圍 413規(guī)范性引用文件 414術語和定義 415通用規(guī)則 426交付物 447工作流程 448前處理建模 449提交求解 46 第五章：天線電磁計算仿真分析規(guī)范指南 50 2范圍 50iiiiiiii3規(guī)范性引用文件 504術語和定義 505通用規(guī)則 516交付物 537工作流程 548前處理建模 549求解設置與提交求解 57 第六章：汽車碰撞仿真分析規(guī)范樣例 60 2范圍 603規(guī)范性引用文件 604術語和定義 605通用規(guī)則 606交付物 657工作流程 668整車模型建立 689碰撞模型建立 81件 81 附錄B參考性附圖 90第一部分：通則一章：概述言、電子、建筑、交通、氣象、地質(zhì)、算方法。，生，現(xiàn)已成為工程和產(chǎn)品結構分析中(如航空、航天、機械、土木結構等領域)必不可少的數(shù)值計算工企業(yè)的應用普及，成為當務之急。，結果反復校核，浪費大量人力物力。仿真分析規(guī)范指南目標點，需要企業(yè)投入大量的人力物力進行制定和完成，制定的主導權一定在企業(yè)自身。真分析規(guī)范制定方法a)明確產(chǎn)品的性能要求，一個產(chǎn)品具有不同種類的性能要求，首先確定哪些性能指標需要進行仿c)制定仿真建模標準，重點內(nèi)容是網(wǎng)格質(zhì)量標準、邊界條件與載荷標準，材料數(shù)據(jù)、連接模擬標d)確定計算結果的處理方法，最終的計算結果可能需要在已有的計算輸出中進行進一步的數(shù)據(jù)處驗測試結果和評價指標進行比對。第二章：仿真分析規(guī)范內(nèi)容1.1目標如：1.2范圍如：1.3規(guī)范性引用文件(包括所有的修改單)適用于本標準。alidationinComputationSolidMechanicsASMEV&V10.1-2012AnIllustrationoftheConceptsofVerificationandValidationinComputationalSolidMechanics。1.4術語和定義finiteelementmodeling建及處理、材料屬性定義、網(wǎng)格劃分、邊界(載荷)條件施加、求解參數(shù)設置等步驟；幾何模型(geometry)：使用幾何概念描述物理或者數(shù)學物體形狀，一般包括點、線、面、體等材料屬性(materialproperty)：用于描述機械結構所用材料物理特性的數(shù)據(jù)集合；邊界條件(boundarycondition)：用于描述機械結構在給定工況下，求解域邊界上幾何以及物temelement；tmasselement量屬性的單元；彈簧單元(springelement):表征結構之間具有彈簧約束作用的單元；arbeam的桿結構；板/殼(plane/shell)：一類厚度方向尺寸遠小于長度和寬度方向的結構；實體(solidbody)：由曲面或棱邊構成封閉體積的三維幾何體；loworderelement)：使用一次函數(shù)描述邊界的單元；highorderelement次或更高次函數(shù)描述邊界的單元；約束(constraint)：減少自由度的各種限制條件；載荷(load)：施加在物體上或系統(tǒng)上的作用力系；強度(strength)：描述結構抵抗破壞的能力；displacement相對于參考系的位置變化的時間變量；長寬比(aspectratio)：描述二維或三維單元最長邊與最短邊之比的量；slenderness度與桿件截面的回轉半徑之比；warpage程度，用于檢查單元的翹曲；skew；interiorangle形單元或四邊形單元的夾角的值，常用于描述單元的最大內(nèi)角1.5坐標系1.6單位制使用常用單位制，如附表1和附表2。1.7計算程序b)求解器軟件：SimSoft2。1.8交付物a)有限元幾何模型文件；b)有限元網(wǎng)格模型文件；c)載荷邊界文件；d)材料信息文件；e)求解結果模型文件；f)后處理及報告文件等。2具體業(yè)務內(nèi)容2.1工作流程仿真分析規(guī)范中應對仿真分析的過程進行規(guī)范，一般可采用流程圖的方式表示，如附圖1。2.2幾何建模處理方式式的對比如表1。表1.幾何建模方式對比建模效率低，對于復雜模型型。。a)幾何特征所屬零部件在總裝配的重要程度；a)幾何特征與重點分析區(qū)域的相關程度；b)幾何特征尺寸與網(wǎng)格平均尺寸的對比。2.3網(wǎng)格劃分設置方式2.3.1單元類型選擇類型和名稱進行說明。通常情況下，仿真分析中使用的單元類型包括零維單元(如質(zhì)量單元)、一維單元(如剛性單元、桿單元、梁單元等)、二維單元(如殼單元、板單元、面單元等)、三維單元(如體單元)及其它單元等。a)選用形狀規(guī)則的單元；b)選用滿足精度要求的單元；c)選用計算效率快的單元；d)線性四面體單元、楔形單元僅用于網(wǎng)格過渡或幾何拓撲需要的局部區(qū)；2.3.2單元階次選擇：a)對于結構形狀不規(guī)則、變形和應力分布復雜時宜選用高階單元；c)不同階次單元的連接位置應使用過渡單元或多點約束等。劃分時選擇網(wǎng)格尺寸(網(wǎng)格密度)，如附表3。a)應對結構變化大、曲面曲率變化大、載荷變化大或不同材料連接的部位進行細化；b)單元尺寸過渡平滑，粗細網(wǎng)格之間應有足夠的單元進行過渡，避免相鄰單元的質(zhì)量和剛度差別的網(wǎng)格尺寸。間的關系如公式(1)所示：AhpHOTash0………………OhhpAHO.T (1)，在網(wǎng)格尺寸足夠小時，以至于與最低階誤差項相比，H.O.T.可以忽略不計，在這假設有h1(細尺寸網(wǎng)格)、h2(中間尺寸網(wǎng)格)和h3(粗尺寸網(wǎng)格)三種網(wǎng)格尺寸，其對應的數(shù)OO和O3，忽略公式(1)高階項，則有：將公式(2)消元和A可得：_O1h1p_h2p=O_O32h2O_O32……………(2)…………(3)h2=h3=r………………(4)h1h2將公式(4)帶入公式(3)可求得精度階p：\_)p=ln_O1/ln(r)\_)取公式(2)中的兩個較細網(wǎng)格尺寸方程，可得A：O_OA1h1p_h2p…………(6)將公式(6)帶入公式(2)中細網(wǎng)格方程可得：OOOhpO_O1exact1h1pOOOhpO_O1將公式(7)進行轉換，可得網(wǎng)格尺寸h1的數(shù)值與真實解之間的絕對誤差：exact1(h1/h2)pexact1(h1/h2)p_1…………(8)O_O=c.O………(9)O_O=c.O………(9)ichardsonGCI……………(10)h例，精確解為：……………(11)況是高階項的影響也是不可忽略的，而乘以安全系數(shù)并不能保證精確解將完全落在公式(11)范圍內(nèi)，以某懸臂梁結構為例，其結構特征(示意)及對應的網(wǎng)格尺寸和數(shù)值計算結果如表2所示。表2.網(wǎng)格尺寸與數(shù)值解果(mm)(mm)粗網(wǎng)格尺寸(h3)粗網(wǎng)格數(shù)值解(O3)中網(wǎng)格尺寸(h2)格數(shù)值解(O2)細網(wǎng)格尺寸(h1)將表2中數(shù)據(jù)代入上述公式可以得出：p=2.00256154=0.00128621 (12)GCI=0.00128381從公式(12)可以看出，網(wǎng)格尺寸h1下GCI=0.00128381，即數(shù)值解與精確解之間的誤差＜0.13%。(12.9750，13.0083)……………(13)mm3.0083)范圍之內(nèi)，VerificationandValidationinComputationalSolidMechanics》。網(wǎng)格劃分一般應遵循以下要求：a)網(wǎng)格劃分時應保留主要的幾何輪廓線，網(wǎng)格應與幾何輪廓保持基本一致；b)網(wǎng)格密度應能真實反映結構基本幾何形狀特征；d)網(wǎng)格特征應能滿足網(wǎng)格質(zhì)量檢查要求；e)對稱結構可采用對稱網(wǎng)格。低。一般情況下，網(wǎng)格質(zhì)量檢查內(nèi)容參考附表4。2.4連接設置2.5材料性能設置據(jù)仿真分析任務要求，對仿真分析中所用到的材料屬性信息和設置方式進行說明。2.6邊界條件設置2.6.1約束求：：a)約束施加應符合實際安裝條件；b)約束區(qū)域應能準確反映實際約束情況；d)明確約束的位置、自由度和方向。2.6.2載荷參與仿真分析計算的所有載荷進行分析，一般考慮以下要求：b)考慮不同工況同一時刻各項載荷的聯(lián)合作用；c)明確載荷的位置、大小和方向。2.6.3前處理模型檢查b)單元特征檢查，主要包括單元節(jié)點的重復性、單元的連續(xù)性、單元最小尺寸、單元方向、自由性檢查等；d)載荷及邊界條件檢查，主要包括載荷大小、方向及邊界條件的正確性。2.7求解設置。2.8結果后處理結果類型、表現(xiàn)形式和結果后處理方式。2.8.1結果類型2.8.2結果表現(xiàn)形式2.8.3后處理方式具。2.9結果評估2.9.1表象評估法b)分析關注位置結果的合理性；c)根據(jù)云圖或曲線的連續(xù)性。2.9.2數(shù)值評估法件和模型參數(shù)，數(shù)值評估分析結果的可靠性。2.10模型修正大于某一限定值時，需要對仿真模型進行修正。a)仿真結果精度評估之振型相關性、模態(tài)置信準則、坐標模態(tài)置信準則等相關誤差作為仿真結果精度評價。b)仿真建模的誤差源分析素進行分析，判斷仿真誤差主要來源，從而指導對有限元模型改進和精度提升。c)仿真模型修正2.11報告編制a)任務概述；b)分析過程；c)分析結論d)優(yōu)化和建議。仿真報告模板可參考內(nèi)容如附表7。給出的圖表結果，總結分析結論，并給出客觀、綜合評定。析結果，給出優(yōu)化建議和設計改良方案。第三章：仿真分析規(guī)范制定流程和原則立員、仿真人員，編寫人員等。1.1規(guī)范大綱的討論和確立1.2定期召開會議討論進度及問題1.3組織專家考核和評審1.4形成初稿送審仿真分析規(guī)范制定基本原則2.1清晰性：a)所規(guī)定的范圍、內(nèi)容應力求完整；b)內(nèi)容應力求清楚和準確；c)規(guī)范內(nèi)容應充分考慮最新技術水平；d)規(guī)范能被未參加標準或規(guī)范編制的專業(yè)人員所理解。2.2統(tǒng)一性規(guī)范或系列規(guī)范(或一項規(guī)范的不同部分)內(nèi)，規(guī)范的文體和術語應保持一致。a)系列規(guī)范的每項規(guī)范(或一項規(guī)范的不同部分)的結構及其章節(jié)的編號應盡可能相同；c)每項規(guī)范或系列規(guī)范(或一項規(guī)范的不同部分)內(nèi)，對于同一個概念應使用同一個術語，對于2.3一致性盡可能與其保持一致。2.4適用性他的標準規(guī)范或文件參考或引用。范修訂與完善可信。[1]崔俊芝.計算機輔助工程(CAE)的現(xiàn)在和未來.計算機輔助設計與制造[J]，2000(6)：3-7.第二部分：仿真分析規(guī)范編制指南、、先進的仿真分析規(guī)范提供指導。撞第一章：結構靜強度仿真分析規(guī)范指南1目標2范圍范的適用范圍進行明確。XXX靜強度有限元分析的分析依據(jù)、分析流程、分析要求、分析類型、建原則、結果評估、模型修正、結果輸出、數(shù)據(jù)處理、報告編寫等內(nèi)容。3規(guī)范性引用文件(包括所有的修改單)適用于本標準。ASMEV&V10.1-2012AnIllustrationoftheConceptsofVerificationandValidationInComputationalSolidMechanics。4術語和定義真分析規(guī)范中使用的主要術語進行描述和定義。sis響應分析；有限元建模(finiteelementmodeling)：構建有限元模型的過程，包括幾何模型構建及處理、材料屬性定義、網(wǎng)格劃分、邊界(載荷)條件施加、求解參數(shù)設置等步驟；和術語參見本指南通則部分內(nèi)容。5通用規(guī)則5.1坐標系5.2單位制5.3材料要素計算中所用到的材料進行說明。5.3.1金屬材料中所涉及的金屬材料的要素進行說明。：a)按各向同性材料考慮；b)材料進入屈服要考慮塑性；d)熱環(huán)境條件下應考慮材料線膨脹系數(shù)及溫度對材料性能的影響；e)注意材料熱處理狀態(tài)，及不同狀態(tài)下的材料性能。彈性性能v金屬材料參數(shù)應滿足公式(1)的約束條件?！碐=E/(2(1+v))|0＜v＜0.5………………(1)E——各向同性材料彈性模量的數(shù)值，單位為帕(Pa)；G——各向同性材料剪切模量的數(shù)值，單位為帕(Pa)；v松比。塑性性能〈(ctrue=ln(1+cnom)………………(2)ctrue——工程應變(又稱名義應變)；true——真實應力的數(shù)值，單位為帕(Pa)；nom——工程應力(又稱名義應力)，單位為帕(Pa)。密度力或慣性加速度時，應定義材料的密度。熱膨脹系數(shù)5.3.2層合復合材料定義方式復合材料通過輸入單向板的材料性能及鋪層，計算復合結構的性能。單向板材料性能二維正交各向異性材料(2DOrthotropic)應輸入單向板材料性能的6個參數(shù)，二維正交各向異性材料的參數(shù)應滿足公式(3)的約束條件?！?………………(3)|v12＜E1/E2E帕(Pa)；三維正交各向異性材料(3DOrthotropic)足公式(4)的約束條件。123121323(E、E、E123121323||vij/vji＜Ei/Ej〈2|vij＜Ei/Ej|1-v12v21-v23v32-v31v13-2v12v23v13>0……………(4)a定義材料的其他要求a)有層合板結構實測性能時，應對單向板的性能進行適當修正；b)測試數(shù)據(jù)中一般同時提供拉伸和壓縮強度、彈性模量數(shù)據(jù)，計算時可根據(jù)結構主要受載情況來d)定義復合材料密度時，應根據(jù)實際產(chǎn)品結構質(zhì)量進行修正；e)各向異性材料要根據(jù)實際結構定義材料方向。5.3.3夾層復合材料賦予方式何簡化處理方式不同進行如下處理：a)夾層殼方式根據(jù)上下面板、夾芯三層結構的材料性能及鋪層情況，計算夾層結構整體性能后賦b)實體加殼方式把面板性能賦予殼，夾芯性能賦予實體。面板性能泡沫夾芯性能選擇各向同性材料，輸入彈性模量、泊松比、剪切模量及材料密度。蜂窩夾芯性能交各向異性材料，應輸入三個方向的彈性模量、泊松比和剪切模量共9個參數(shù)。蜂窩夾芯材料的參數(shù)應滿足公式(4)的約束條件。實測數(shù)據(jù)一般僅提供GGEEEE幾個數(shù)量級，對計算結果影響較小，可將1、2方向簡單處理為各向同性，并按公式(5)、公式(6)。E1=E2=1.50r3Es……………(5)r=(2/)t/l……………(6)r——蜂窩芯子與蜂窩箔材密度之比(相對密度)；Es——蜂窩箔材的彈性模量，單位為帕(Pa)；t——蜂窩箔材的厚度，單位為毫米(mm)；l——六邊形蜂格的邊長，單位為毫米(mm)?！?7)5.4計算程序XXc)后處理軟件：SimSoft3。5.5命名/編號規(guī)則ementContactcoordinatecurve5.6仿真目標5.7交付物的文件如下：a)有限元幾何模型文件；b)有限元網(wǎng)格模型文件；c)載荷邊界文件；d)材料信息文件；e)求解結果模型文件；f)后處理及報告文件等。6工作流程XXX結構靜強度有限元分析流程如附圖1。7前處理建模7.1幾何建模處理a)幾何模型簡化不應改變結構的基本特征、傳力路徑、剛度、質(zhì)量分布等；bc夾層殼和實體加殼兩種處理方式：1)夾層殼為將上下面板和夾芯采用層合殼單元模擬，幾何取夾層中面；2)實體加殼為面板用殼、夾芯用實體，幾何取面板中心線間的實體，并在上下面附一層殼。幾何模型取特征交線或中心線；7.2網(wǎng)格劃分處理7.2.1單元類型選擇編制原則/參考格式：有限元單元類型包括零維單元(如質(zhì)量單元)、一維單元(如剛性單元、桿單元、梁單元等)、二維單元(如殼單元)、三維單元(如實體單元)及其它單元等。單元類型的選擇應能反映不同部件的結a)選用形狀規(guī)則的單元；b)選用滿足精度要求的單元；c)選用計算效率快的單元；V體單元a)體單元應能給出三方向的正應力/應變和剪應力/應變；b)常用的體單元為六面體和四面體單元，優(yōu)先選用六面體單元；e)線性四面體單元、楔形單元僅用于網(wǎng)格過渡或幾何拓撲需要的局部區(qū)。殼單元a)殼單元能給出上下表面和中性面的正應力/應變、剪應力/應變；b)常用的殼單元為三角形和四邊形單元，優(yōu)先選用四邊形單元；梁單元a)梁單元能給出拉壓、彎曲、扭轉應力/應變；b)考慮橫向剪切效應的梁單元還能給出橫向剪應力/應變；其它單元7.2.2單元階次選擇邊界的稱為高階單元，單元階次選擇一般遵循以下編制原則：a)對于結構形狀不規(guī)則、變形和應力分布復雜時宜選用高階單元；c)不同階次單元的連接位置應使用過渡單元或多點約束等；網(wǎng)格劃分要求a)網(wǎng)格劃分時應保留主要的幾何輪廓線，網(wǎng)格應與幾何輪廓保持基本一致；b)網(wǎng)格密度應能真實反映結構基本幾何形狀特征；c)網(wǎng)格密度應能反映結構真實傳力路徑及力的分配；d)網(wǎng)格密度應能反映結構真實變形形狀；f)網(wǎng)格特征應能滿足網(wǎng)格質(zhì)量檢查要求；g)網(wǎng)格單元節(jié)點應力梯度應能滿足工程使用精度要求；h)對稱結構可采用對稱網(wǎng)格。網(wǎng)格尺寸設置a)應對結構變化大、曲面曲率變化大、載荷變化大或不同材料連接的部位進行細化；b)單元尺寸過渡平滑，粗細網(wǎng)格之間應有足夠的單元進行過渡，避免相鄰單元的質(zhì)量和剛度差別c)應力響應關注區(qū)域的網(wǎng)格密度應大于位移響應關注區(qū)域的網(wǎng)格密度；f)網(wǎng)格尺寸選取要經(jīng)過理論進行網(wǎng)格收斂驗證，推進采用GCI(網(wǎng)格收斂因子)方法網(wǎng)格無關性取合適的網(wǎng)格尺寸。。n單元屬性設置a)指定單元的材料，各向異性材料應在單元屬性中定義材料參考坐標系；b)殼單元定義厚度及其偏置信息等；c)梁單元定義截面形狀尺寸(或直接定義截面面積、轉動慣性矩)、偏置信息及梁的方向等；；關注區(qū)域的單元質(zhì)量可適當降低。XXX網(wǎng)格質(zhì)量具體檢查項內(nèi)容如附表4。7.3連接定義7.3.1焊接式有所差異，對其建模方式需要分別說明。7.3.2螺栓連接螺栓連接的建模方式進行明確，是否考慮預緊力、摩擦力、接觸力的影響。7.3.3接觸連接如下：a)在零件中事先建立好接觸需要的面或組；b)定義接觸關系對，包括接觸類型，主接觸面、從接觸面；d)定義求解過程中的一些控制選項。7.3.4粘接粘接應進行以下定義：a)在零件中事先建立好粘接需要的面或組；b)定義粘接關系對，包括主、從粘接面；c)定義求解過程中的一些控制選項。b)定義多點約束關系對，包括多點約束類型，主控制點、從屬點、線或面；c)定義多點約束自由度、參考坐標系。7.4邊界條件設置7.4.1約束應對參與仿真分析計算的約束情況進行分析，一般考慮以下要求：a)有限元模型約束施加應符合實際安裝條件；b應選擇自由全部約束，鉸支選擇平動自由約束，對稱結構選擇對稱或反對稱約束；aCXXXUXUYUZ)；XXXUXUY7.4.2載荷范中應對參與仿真分析計算的載荷進行分析，一般考慮以下要求：a)按實際載荷選擇載荷類型，靜強度分析中常用的載荷包括重力載荷、加速度載荷、位移載荷、c)明確載荷的位置、大小和方向。7.4.3載荷工況組合所有失效模式。表1.載荷組合工況表影響影響影響影響F，F(xiàn)3F，F(xiàn)47.5前處理模型檢查則/參考格式：b)單元特征檢查，主要包括單元節(jié)點的重復性、單元的連續(xù)性、單元最小尺寸、單元方向、自由性檢查等；d)載荷及邊界條件檢查，主要包括載荷大小、方向及邊界條件的正確性。8求解設置ta)忽略大變形效應影響；b)考慮預應力效應影響；c)時間步長默認；d)子步數(shù)和時間步長；e)默認輸出控制。9結果后處理后，如，9.1結果類型9.2結果表現(xiàn)形式9.3后處理方式Xa)不同材料共節(jié)點的應力應分別查看；b)各向異性材料應查看節(jié)點材料主方向的應力/應變；c)殼單元應分別查看上下表面的應力/應變結果；d)節(jié)點處應力/應變采用XXX法進行平均。10.1強度準則中所涉及的強度評判準則進行說明。a)第一強度理論要求結構最大主應力在材料許用應力范圍內(nèi)；b)第二強度理論要求結構最大主應變在材料許用應變范圍內(nèi)；es合材料一般采用最大主應變準則或層合板強度準則，具體如下：a)最大主應變準則要求拉伸、壓縮應變在許用應變范圍內(nèi)；b)層合板強度準則要求縱橫向拉伸、壓縮及剪切強度在許用強度范圍內(nèi)。10.2強度判據(jù)中所涉及的強度評判準則進行說明。a)結構應力/應變在材料許用應力/應變范圍；b)結構總體失穩(wěn)載荷大于設計載荷；c)結構剛度滿足總體剛度要求；d)局部失穩(wěn)載荷滿足總體要求。10.3失效方式a)局部強度破壞；b)總體強度破壞；c)結構變形過大；d)局部失穩(wěn)；e)總體失穩(wěn)。要對仿真模型進行修正。大于某一限定值時，需要對仿真模型進行修正。a)仿真結果精度評估之存在一定誤差，通過仿真-試驗誤差對比分析，靜強度分析可以采用位移、應力、應變、靜剛度b)仿真建模的誤差源分析素進行分析，判斷仿真誤差主要來源，從而指導對有限元模型改進和精度提升。c)仿真模型修正a)任務概述；b)分析過程；c)分析結論；d)優(yōu)化及建議。仿真報告模板可參考內(nèi)容如附表7。12.1任務概述12.2分析過程12.3結果分析和結論給出的圖表結果，總結分析結論，并給出客觀、綜合評定。12.4優(yōu)化及建議第二章：結構模態(tài)仿真分析規(guī)范指南1目標2范圍算報告的內(nèi)容等。本規(guī)范適用于通用機械結構件(以下簡稱結構件)模態(tài)仿真計算。3規(guī)范性引用文件(包括所有的修改單)適用于本文件。ASMEV&V10.1-2012AnIllustrationoftheConceptsofVerificationandValidationInComputationalSolidMechanics。4術語和定義真分析規(guī)范中使用的主要術語進行描述和定義。有限元建模(finiteelementmodeling)：構建有限元模型的過程，包括幾何模型構建和處理、材料屬性定義、網(wǎng)格劃分、邊界(載荷)條件施加、求解參數(shù)設置等步驟；幾何模型(Geometry)：使用幾何概念描述物理或者數(shù)學物體形狀，一般包括點、線、面、體等材料屬性(materialproperty)：用于描述機械結構所用材料物理特性的數(shù)據(jù)集合；邊界條件(boundarycondition)：用于描述機械結構在給定工況下，求解域邊界上幾何以及物溫度、速度、位移等約束及載荷信息；element；節(jié)點(node)：單元之間的鉸接點；tmasselement量屬性的單元；彈簧單元(springelement):表征結構之間具有彈簧約束作用的單元；arbeam的桿結構；板/殼(plane/shell)：一類厚度方向尺寸遠小于長度和寬度方向的結構；實體(solidbody)：由曲面或棱邊構成封閉體積的三維幾何體；loworderelement)：使用一次函數(shù)描述邊界的單元；highorderelement次或更高次函數(shù)描述邊界的單元；約束(constraint)：減少自由度的各種限制條件；動特性；結構阻尼(structuraldamping)：結構系統(tǒng)內(nèi)部摩擦引起的結構內(nèi)的能量耗散；displacement一點相對于參考系的位置變化的時間變量；aspectratio維單元最長邊與最短邊之比的量；slenderness度與桿件截面的回轉半徑之比；warpage程度，用于檢查單元的翹曲；skew；interiorangle形單元或四邊形單元的夾角的值，常用于描述單元的最大內(nèi)角5通用規(guī)則5.1坐標系5.2單位制5.3材料要素計算中所用到的材料進行說明。5.3.1金屬材料包括：a)按各向同性材料考慮；b)材料進入屈服要考慮塑性；d)熱環(huán)境條件下應考慮材料線膨脹系數(shù)及溫度對材料性能的影響；e)考慮重力或慣性加速度時，應定義材料的密度；f)注意材料熱處理狀態(tài)，及不同狀態(tài)下的材料性能。5.3.2層合復合材料層合復合材料通過輸入單向板的材料性能及鋪層，計算復合結構的性能。當結構采用殼單元模擬：a)有層合板結構實測性能時，應對單向板的性能進行適當修正；b)測試數(shù)據(jù)中一般同時提供拉伸和壓縮強度、彈性模量數(shù)據(jù)，計算時可根據(jù)結構主要受載情況來d)定義復合材料密度時，應根據(jù)實際產(chǎn)品結構質(zhì)量進行修正；e)各向異性材料要根據(jù)實際結構定義材料方向。5.3.3夾層復合材料a)夾層殼方式根據(jù)上下面板、夾芯三層結構的材料性能及鋪層情況，計算夾層結構整體性能后賦b)實體加殼方式把面板性能賦予殼，夾芯性能賦予實體；c)泡沫夾芯復合材料選擇各向同性材料，需要定義彈性模量、泊松比、剪切模量及材料密度；5.4計算程序Xa)前處理軟件：SimSoft1；b)求解器軟件：SimSoft2。5.5命名/編號規(guī)則化處理，包括：部件(Component)、零件(Part)、材料(material)、組(group)、集合(set)、節(jié)點nodeelementContactcoordinatecurve。5.6仿真目標心的頻率范圍內(nèi)的結構的頻率、振型等。5.7交付物a)有限元幾何模型文件；b)有限元網(wǎng)格模型文件；c)邊界文件；d)材料信息文件；e)求解結果模型文件；f)后處理及報告文件等。9工作流程控，一般用表格進行流程管控。結構模態(tài)有限元分析流程如附圖1。采用附表6的方式對有限元分析過程進行管控。L前處理建模L.1幾何建模處理L.1.1建模方式L.1.2直接建模法參數(shù)化，適合簡單模型建模，但建模效率低，對于復雜模型建模比較困難。b層復合材料，有夾層殼和實體加殼兩種處理方式：1)夾層殼為將上下面板和夾芯采用層合殼單元模擬，幾何取夾層中面；2)實體加殼為面板用殼、夾芯用實體，幾何取面板中心線間的實體，并在上下面附一層殼。L.1.3幾何模型導入法模型特征可能會有丟失，模型參數(shù)化不方便。剛行幾何特征清理時，可基于以下幾個方面考慮：a)幾何特征所屬零部件在總裝配的重要程度；b)幾何特征與重點分析區(qū)域的相關程度；c)幾何特征尺寸與網(wǎng)格平均尺寸的比例。7.2網(wǎng)格劃分處理7.2.1單元類型選擇編制原則/參考格式：有限元單元類型包括零維單元(如質(zhì)量單元)、一維單元(如剛性單元、桿單元、梁單元等)、二維單元(如殼單元)、三維單元(如實體單元)及其它單元等。單元類型的選擇應能反映不同部件的a)選用形狀規(guī)則的單元；b)選用滿足精度要求的單元；c)選用計算效率快的單元；V體單元a)體單元能給出三方向的正應力/應變和剪應力/應變；b)常用的體單元為六面體和四面體單元，優(yōu)先選用六面體單元；e)線性四面體單元、楔形單元僅用于網(wǎng)格過渡或幾何拓撲需要的局部區(qū)。殼單元a)殼單元能給出上下表面和中性面的正應力/應變、剪應力/應變；b)常用的殼單元為三角形和四邊形單元，優(yōu)先選用四邊形單元；梁單元a)梁單元能給出拉壓、彎曲、扭轉應力/應變；b)考慮橫向剪切效應的梁單元還能給出橫向剪應力/應變；其它單元7.2.2單元階次選擇邊界的稱為高階單元，單元階次選擇一般遵循以下編制原則：a)對于結構形狀不規(guī)則、變形和應力分布復雜時宜選用高階單元；c)不同階次單元的連接位置應使用過渡單元或多點約束等；網(wǎng)格劃分要求a)網(wǎng)格劃分時應保留主要的幾何輪廓線，網(wǎng)格應與幾何輪廓保持基本一致；b)網(wǎng)格密度應能真實反映結構基本幾何形狀特征；c)網(wǎng)格密度應能反映結構真實傳力路徑及力的分配；d)網(wǎng)格密度應能反映結構真實變形形狀；f)網(wǎng)格特征應能滿足網(wǎng)格質(zhì)量檢查要求；g)網(wǎng)格單元節(jié)點應力梯度應能滿足工程使用精度要求。網(wǎng)格密度控制a)應對結構變化大、曲面曲率變化大、載荷變化大或不同材料連接的部位進行細化；b)單元尺寸過渡平滑，粗細網(wǎng)格之間應有足夠的單元進行過渡，避免相鄰單元的質(zhì)量和剛度差別c)應力響應關注區(qū)域的網(wǎng)格密度應大于位移響應關注區(qū)域的網(wǎng)格密度；f)網(wǎng)格尺寸選取要經(jīng)過理論進行網(wǎng)格收斂驗證，推進采用GCI(網(wǎng)格收斂因子)方法網(wǎng)格無關性取合適的網(wǎng)格尺寸。析軟件進行網(wǎng)格收斂性分析。單元屬性設置a)指定單元的材料，各向異性材料應在單元屬性中定義材料參考坐標系；b)殼單元定義厚度及其偏置信息等；c)梁單元定義截面形狀尺寸(或直接定義截面面積、轉動慣性矩)、偏置信息及梁的方向等；e)彈簧元定義彈簧剛度、方向及阻尼。；關注區(qū)域的單元質(zhì)量可適當降低。XXX網(wǎng)格質(zhì)量具體檢查項內(nèi)容如附表4。7.3連接定義7.3.1焊接式有所差異，對其建模方式需要分別說明。7.3.2螺栓連接螺栓連接的建模方式進行明確，是否考慮預緊力、摩擦力、接觸力的影響。7.3.3接觸連接a)在零件中事先建立好接觸需要的面或組；b)定義接觸關系對，包括接觸類型，主接觸面、從接觸面；d)定義求解過程中的一些控制選項。7.3.4粘接以下定義：a)在零件中事先建立好粘接需要的面或組；b)定義粘接關系對，包括主、從粘接面；c)定義求解過程中的一些控制選項。b)定義多點約束關系對，包括多點約束類型，主控制點、從屬點、線或面；c)定義多點約束自由度、參考坐標系。7.4邊界工況下幾點內(nèi)容：a)有限元模型約束施加應符合實際安裝條件；b)約束區(qū)域應能準確反映實際約束情況。d)若局部約束區(qū)域小于一個單元時，應對局部區(qū)域進行網(wǎng)格細化等。7.5前處理模型檢查b)單元特征檢查，主要包括單元節(jié)點的重復性、單元的連續(xù)性、單元最小尺寸、單元方向、自由性檢查等；d8求解設置(1)求解方法選擇下：.BlockLanczos法.子空間法.PowerDynamics法.縮減法.阻尼法.子空間法：比較適合到提取中型到大型模型的較少振型(＜40)，需要較少內(nèi)存；(2)模態(tài)階數(shù)(3)提取模態(tài)頻率范圍設置頻率范圍內(nèi)提取結構的模態(tài)參數(shù)。設置頻率上限、頻率下限。(4)求解器控制選項9結果后處理看如下內(nèi)容：a)模態(tài)頻率列表；b)各階模態(tài)振型；10結果評估b)各階模態(tài)振型是否合理。11模型修正的精度進行評估。a)仿真和試驗的相關性分析之模型的頻率誤差，以及計算模態(tài)置信準則(MAC)。b)參數(shù)靈敏度分析c)結構模態(tài)參數(shù)修正結構模態(tài)模型修正流程參考圖1所示。模態(tài)試驗模態(tài)試驗數(shù)據(jù)分析試驗的各階模態(tài)頻率查看、振型云仿真和試驗相關性分析頻率誤差圖表曲線MAC矩陣圖表曲線仿真參數(shù)靈敏度分析參數(shù)靈敏度排序圖修正參數(shù)拾取輸出仿真模型參數(shù)修正修正參數(shù)的收斂曲線修正目標的收斂曲線仿真模型預測精度的確認修正后的模型輸出某一層級的結構對象模態(tài)試驗模態(tài)試驗數(shù)據(jù)分析試驗的各階模態(tài)頻率查看、振型云仿真和試驗相關性分析頻率誤差圖表曲線MAC矩陣圖表曲線仿真參數(shù)靈敏度分析參數(shù)靈敏度排序圖修正參數(shù)拾取輸出仿真模型參數(shù)修正修正參數(shù)的收斂曲線修正目標的收斂曲線仿真模型預測精度的確認修正后的模型輸出某一層級的結構對象仿真建模：Nastran\Ansys仿真計算：模態(tài)計算仿真的各階模態(tài)頻率查看、振型云仿真和試驗模型的空間匹配修正對象選擇修正變量選擇參數(shù)取值范圍設定頻率+MAC作為修正目標新的模態(tài)階次指定下一層級的下一層級的結構對象12計算報告a)任務概述；b)分析過程；c)分析結論；d)優(yōu)化和建議。仿真報告模板可參考內(nèi)容如附表7。12.1任務概述。12.2分析過程12.3分析和結論給出的圖表結果，總結分析結論，并給出客觀、綜合評定。12.4優(yōu)化和建議第三章：氣動計算仿真分析規(guī)范指南1目標照本規(guī)范進行的氣動仿真，會在不同程度上提高結果的一致性。2范圍范的適用范圍進行明確。本規(guī)范/標準規(guī)定了各類航空航天飛行器的氣動仿真技術分析的分析依據(jù)、分析流程、分析要求、正、結果輸出、數(shù)據(jù)處理、報告編寫等內(nèi)容。XXX仿真分析。3規(guī)范性引用文件本文件的應用是必不可少的。凡標注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。TionsHeatTransfer4術語和定義真分析規(guī)范中使用的主要術語進行描述和定義。幾何模型(Geometry)：使用幾何概念描述物理或者數(shù)學物體形狀，一般包括點、線、面、體等轉捩(Tansition)：從層流到湍流的過渡；相(Phase)：指不同物態(tài)或同一物態(tài)的不同物理性質(zhì)或力學狀態(tài)；升力系數(shù)(LiftCoefficient)：物體所受到的力或力矩與參考氣動參數(shù)或參考面積的乘積之比。5通用規(guī)則5.1坐標系編制原則/參考格式：標系或球坐標系。5.2單位制5.3計算程序動仿真計算使用的計算程序及版本號進行說明。分析。5.4仿真目標包括飛行器的氣動力(升力、阻力、側向力)和力矩(俯仰力矩、滾轉力矩、偏航力矩)，以及重要部件的壓力系數(shù)分布(如機翼的壓力系數(shù)分布)。6交付物a)氣動仿真的幾何模型文件；b)氣動仿真的網(wǎng)格模型文件；c)前處理設置文件；d)求解結果文件；e)后處理報告文件等。工作流程氣動仿真分析流程如附圖1所示。8前處理建模8.1幾何建模處理8.2網(wǎng)格劃分處理a)網(wǎng)格疏密程度置)b)邊界層網(wǎng)格為準確的氣動力，需要對邊界層進行精確捕捉。c)激波位置的網(wǎng)格d)網(wǎng)格無關性驗證n的仿真“精確解”。也可以借助專業(yè)的流體驗模軟件進行網(wǎng)格離散誤差評估。量檢查需要包括并不限于以下指標：a)偏斜度b)增長率c)長寬比8.3邊界工況/參考格式：仿真，邊界一般考慮以下要求：a)來流壓力、溫度、馬赫數(shù)；b)出口環(huán)境壓力；c)壁面的粗糙度。8.4前處理模型檢查/參考格式：b)物理模型的檢查，如物性、湍流模型、可壓縮設置等情況；c)邊界條件的檢查，如入口出口的壓力、溫度、速度、湍流量等；d)求解設置的檢查，如初場、求解器選擇、時間步長等。9提交求解/參考格式：a)求解器/參考格式：標準中應該規(guī)定每種求解器的主要參數(shù)選取范圍。在氣動計算中優(yōu)先建議選b)求解收斂參數(shù)。收斂。要獲得好的收斂曲線，可以選擇小的CFL數(shù)或松弛因子或時間步長。標準中可以根據(jù)實際情況規(guī)范c)初場定義d)求解過程監(jiān)測取的監(jiān)測參數(shù)和仿真目標要有關聯(lián)性。重點監(jiān)測這些相關參數(shù)的變化規(guī)律。e)收斂的判斷。范圍來判斷收斂。下，如果關鍵氣動參數(shù)變化小于一定范圍，同時殘差達到一定等級，即可認為收斂?？慈缦聝?nèi)容：a)速度云圖；b)壓力系數(shù)云圖；c)速度矢量云圖；d)流線；e)阻力系數(shù)；f)升力系數(shù)；g)激波位置。a)查看飛行器表面的壓力分布；b)查看空間截面的速度或馬赫數(shù)、壓力、密度分布；c)查看激波位置是否合理；d)升力系數(shù)、阻力系數(shù)是否合理。的模型參數(shù)，可以提高仿真結果與實驗數(shù)據(jù)的一致性。a)報告一般要求根據(jù)分析對象及分析內(nèi)容，制定分析報告的名稱、編號、分析標準、報告編寫人員信息。b)仿真分析模型c)仿真分析軟件型。d)仿真任務概述報告分析的內(nèi)容及擬關注的分析結果。e)仿真分析過程對案例數(shù)模信息、模型簡化、模型狀態(tài)、邊界條件、求解方式逐個進行必要的說明。f)結果分析與結論結論；對分析對象的空氣動力學性能給出客觀、綜合評定。g)優(yōu)化和建議仿真報告模板可參考內(nèi)容如附表7。第四章：散熱計算仿真分析規(guī)范指南1目標2范圍規(guī)范的適用范圍進行明確。、數(shù)據(jù)處理、報告編寫等內(nèi)容。3規(guī)范性引用文件(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。4術語和定義真分析規(guī)范中使用的主要術語進行描述和定義。面熱流密度(AreaHeatFlux)：指單位面積的熱流量；體積熱流密度(VolumetricHeatFlux)：指單位體積的熱流量；熱阻(ThermalResistance)：指熱量在傳熱路徑上的阻力；表示傳遞1w熱量所引起的溫升；導熱系數(shù)(ThermalConductivity)：指表示物體導熱能力的物理參數(shù)，主要是指單位時間內(nèi)，穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)(Steady/Transient)：也稱為定常，即系統(tǒng)內(nèi)任何一點的壓力、速度、密度、溫度等ThermalField空間的溫度分布，稱為溫度場；接觸熱阻(ContactThermalResistance)：指在實際電子散熱模擬中，由于兩個固體壁面的接導熱墊片來減小空氣導致的接觸熱阻；對流換熱系數(shù)(ConvectiveHeatTransferCoefficient)：指反映流體與固體壁面之間對流換熱雷諾數(shù)(ReynoldsNumber)：指其大小反應流體流動時慣性力和粘滯力的相對大小，是說明流體則。e黑體(BlackBody)：落在物體表面上的所有熱輻射均能被全部吸收，這類物體稱為黑體；發(fā)射率(Emissivity)：實際物體表面的輻射力和同溫度下黑體的輻射力之比，其數(shù)值在0-1之RjaThermalResistanceJunctionToAmbient器件的熱源結點(Junction)結至殼熱阻(Rjc，ThermalResistanceJunctionToCase)：元器件的熱源結點至封裝外殼的結至板熱阻(Rjb，ThermalResistanceJunctionToBoard)：元器件的熱源結點至PCB板間的風機的特性曲線(FanCharacteristicCurve)：指風機在某一固定轉速下，靜壓隨風量變化的5通用規(guī)則5.1坐標系編制原則/參考格式：5.2單位制5.3材料要素說明，包括固體材料、液體材料、氣體材料等，需要分別說明。中所涉及的金屬材料的要素進行說明。表1.散熱常用金屬材料屬性密度(kg/m3)熱容(J/kg.k)(w/m.k)鋁銅鐵鋼5.4計算程序熱仿真計算使用的計算程序及版本號進行說明。分析。SimSoft5.5命名/編號規(guī)則12-109999999999999999999999990-4999990-499999999999995.6仿真目標換熱系數(shù)、散熱器的熱阻以及不同區(qū)域的流量(質(zhì)量流量、體積流量)分布。9交付物a)熱仿真的幾何模型文件；b)熱仿真的網(wǎng)格模型文件；c)邊界條件文件；d)材料信息文件；e)求解結果模型文件；f)后處理及報告文件等。L工作流程控，一般用表格進行流程管控。散熱仿真分析流程如附圖1所示。8前處理建模8.1幾何建模處理于模型參數(shù)化，適合簡單模型建模，但建模效率低，對于復雜模型建模比較困難。f)最終通過在散熱仿真軟件中得到電子產(chǎn)品完整的熱仿真模型。發(fā)實現(xiàn)特征簡化高效處理。8.2網(wǎng)格劃分處理a)網(wǎng)格疏密程度b)背景區(qū)域網(wǎng)格的變化情況。c)器件的網(wǎng)格d)風機的網(wǎng)格編制原則/參考格式：模e)網(wǎng)格無關性驗證操作說明。a)網(wǎng)格的貼體性幾何形狀。b)網(wǎng)格的質(zhì)量檢查1)扭曲率；2)偏斜度；3)增長率；4)細長比；5)網(wǎng)格的體積(如果局部網(wǎng)格的體積為負值，務必對其進行修復糾正)。8.3邊界條件：a)各個器件、芯片本身的熱耗功率；b)機箱殼體與外界空氣的換熱系數(shù)；c)熱模型內(nèi)處于恒溫的溫度邊界；d)熱模型受外界熱輻射的熱流密度等。b)熱模型內(nèi)芯片的雙熱阻參數(shù)；c)熱模型所處外界空氣的環(huán)境條件，比如海拔高度、日照輻射日期經(jīng)緯度等。8.4前處理模型檢查9提交求解a)求解器準中應該規(guī)定每種求解器的主要參數(shù)選取范圍。在散熱計算中優(yōu)先建議選取密度基求解器。b)求解收斂參數(shù)化求解過程的收斂性。c)初始場定義d)求解過程監(jiān)測量等關鍵參數(shù)。e)收斂的判斷范圍來判斷收斂。熱仿真中要求得到收斂的結果，需要對迭代收斂誤差進行評估和量化?？慈缦聝?nèi)容：a)切面速度云圖b)切面速度矢量圖c)不同器件體的溫度云圖d)跡線分布圖e)跡線動畫圖fPCBg)散熱器熱阻數(shù)值的提取h)不同器件、不同變量的定量統(tǒng)計報表i)風機工作點后處理顯示k)電流密度分布云圖l)電壓分布云圖m)熱耗密度分布云圖a)查看模型各個器件的溫度分布是否低于其允許的溫度；b)查看風機本身的工作點是否合理；c)查看風機的效率是否在合理的范圍之內(nèi)；d)對于溫度較高的器件，是否有優(yōu)化的空間；要符合工程實際的模型參數(shù)，進一步提高仿真結果與實驗數(shù)據(jù)的一致性；可以將這些參數(shù)作為同類型模型a)報告一般要求制定分析報告的名稱、編號、分析標準、報告編寫人員信息。b)仿真分析模型的參數(shù)區(qū)別。c)仿真分析軟件d)仿真任務概述e)仿真分析過程處的環(huán)境條件(海拔高度、太陽輻射、環(huán)境溫度等等)、不同風機的風量-風壓曲線、熱模型散熱方式型中不同器件的材料及熱耗等均需要進行詳細的闡述。f)結果分析與結論特性進行客觀、綜合的評定。g)優(yōu)化和建議仿真報告模板可參考內(nèi)容如附表7。第五章：天線電磁計算仿真分析規(guī)范指南1目標2范圍范的適用范圍進行明確。/標準規(guī)定了XXX天線產(chǎn)品電磁仿真的分析依據(jù)、分析流程、分析要求、分析類型、建模原、模型修正、結果輸出、數(shù)據(jù)處理、報告編寫等內(nèi)容。3規(guī)范性引用文件(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。GBT；4術語和定義定義。天線(Antenna):天線是一種變換器，它把傳輸線上傳播的導行波，變換成在無界媒介(通常是或接收的基本特性參數(shù)是相同的,這就是天線的互易定理)；幾何模型(Geometry)：使用幾何概念描述物理或者數(shù)學物體形狀，一般包括點、線、面、體等材料屬性(Materialproperty)：用于描述天線等3D物理模型所用的材料電磁物理特性的數(shù)據(jù)邊界條件(Boundarycondition)：用于描述天線產(chǎn)品在給定工況下，求解區(qū)域邊界上幾何與物場、磁場、電磁輻射等約束及負載信息等；激勵(Excitation)：施加于天線模型的電壓、電流、功率等(幅度/相位)信息；天線方向圖(Pattern)：方向圖是表示天線方向性的特性曲線，即天線在各個方向上所具有的發(fā)平面內(nèi)的方向圖(即和大地平行的平面內(nèi)的方向性圖)和垂直面內(nèi)的方向圖(即垂直于大地的平面內(nèi)的H方向性系數(shù)(Directivity)：方向性系數(shù)是用來表示天線向某一個方向集中輻射電磁波程度(即功率對該定向天線的總輻射功率之比)；坐標系(CoordinateSyetem)：規(guī)定仿真中使用何種坐標系。一般情況下，天線電磁仿真建議使5通用規(guī)則5.1坐標系編制原則/參考格式：坐標系及球坐標系，必要時可選用柱坐標系等其他坐標系。系、柱坐標系、球坐標系等。5.2單位制5.3材料要素5.3.1金屬材料中所涉及的金屬材料的要素進行說明。：a)金屬一般按各向同性材料考慮；(Bulkconductivity)ngent銀simens/m0銅imensm10鋁imensm05.3.2介質(zhì)材料乙烯、橡膠、玻璃等。a)介質(zhì)材料特性與頻率關系比較密切，仿真時需要注意考慮頻率變化(特別寬頻帶應用)對介質(zhì)數(shù)的影響；c)介質(zhì)材料由于類型眾多，且受材料工藝，批次等影響，參數(shù)會存在一定的變化，在仿真應用時電常數(shù)(Relativepermitivity)ngentREPOXY1lon1RorgersR315.3.3其他材料a正切、材料頻變特性等；c)這類材料容易受材料工藝等影響，參數(shù)會存在一定的變化，在仿真應用時需要注意對相關參數(shù)電常數(shù)(Relativepermitivity)(massdensity)rite0n10aDebyeDebye；r5.4計算程序a)前處理軟件：SimSoft1；b)求解器軟件：SimSoft2。5.5命名/編號規(guī)則ementContactcoordinatecurve。5.6仿真目標算的一般目標包括天線的輻射方向圖，工作頻段(帶寬)，天線增益，天線輸入阻抗，駐波系數(shù)(駐波比)，極化/軸比，波束寬度，極化隔離(雙極化天線)等。求不同，仿真目標可能有所側重和差異。仿真分析規(guī)范設置定義時，根據(jù)具體產(chǎn)品的6交付物a)基本幾何模型文件；b)網(wǎng)格模型文件；c)電磁模型文件；d)電磁仿真報告；e)其他要求輸出的數(shù)據(jù)/資料等。工作流程表格形式進行。天線產(chǎn)品電磁仿真分析流程如附圖1。。8前處理建模8.1幾何建模處理8.1.1建模方式“幾何模型導入法”；一種是在電磁仿真分析前處理軟件直接建模，稱之為“直接建模法”。8.1.2直接建模法a代：比如圓形橫斷面的螺旋線，可以畫成多邊形橫斷面的螺旋線；CAD工具轉換時產(chǎn)生的細小毛刺和裂縫等(非設計縫隙)，可以進行修補平滑。b的CAD模型中的義。8.1.3幾何模型導入法模型簡化及特征處理，模型特征可能會有丟失，模型參數(shù)化不方便。a)對于模型導入產(chǎn)生的微小模型細節(jié)(毛刺/縫隙等)，可參考電磁頻率特性，進行簡化和平滑處b)對仿真目標影響不大的結構或特征，可以簡化或者忽略處理，如天線輻射部件以外的非金屬結范時可根據(jù)實際產(chǎn)品特點，進行具體的規(guī)范定義。8.2網(wǎng)格劃分處理基本網(wǎng)格疏密分布b烈的位置，需要采過渡區(qū)域。)復雜精細模型的網(wǎng)格和進行仿真時還是需要特別注意。，提高網(wǎng)格對原幾何模型的貼合度。模型空間過渡區(qū)域的網(wǎng)格行基本的網(wǎng)格剖分后，應該進行網(wǎng)格檢查。況需要在自適應網(wǎng)格基礎上進行模型手動網(wǎng)格過渡處理。網(wǎng)格質(zhì)量與可靠性檢查a)偏斜度；b)增長率；c)長寬比。出操作說明。性。8.3連接定義該對相關的簡化提出要求(由于仿真時完全不做任何簡化處理，容易引起計算量上升，計算效率和計算8.4相互作用關系定義8.5邊界與激勵8.5.1邊界條件輻射(吸收)邊界條件是天線/電磁場仿真的關鍵要素，也是電磁仿真工具模擬實際電磁能量效應aFEM表面bFDTDFITCSTFDTD界)一般只能8.5.2激勵源勵源而言，既要考慮幅度/相位的信息，也要考慮天線極化的因素。在分析規(guī)范要求中需要注意以下原則。a存在高次模式/凋落波的影響，在設置激勵端口/參考面時，應該考慮預留合適的信號傳輸距離b)對于天線激勵源為外加輻射場(如：入射電磁波，天線等其他輻射源)的情況，需要參照具體文件等。8.6前處理模型檢查，邊界條件、激勵的正確性等，這項工作在具體應用和仿真分析規(guī)范中需要注意。查主要包括：9求解設置與提交求解9.1求解設置9.1.1頻率設置定義設置對天線仿真意義重大，主要涉及網(wǎng)格剖分頻點，計算頻段范圍/頻率點等。9.1.2求解器設置真求解，可以選擇全波算法求解器和高頻算法求解器。算可采用時域FDTD(FIT)求解器；對于(不含介質(zhì)材料)金屬天線/陣列模型及開放空間散射c)對于全波求解器不能處理的問題，可以采用高頻算法求解器，但為了提高計算精度，需要盡量。9.1.3求解迭代收斂參數(shù)9.2提交求解9.2.1求解過程監(jiān)測選取的監(jiān)測參數(shù)和仿真目標要有關聯(lián)性。通過監(jiān)測把握仿真的進行情況和計算效果。9.2.2收斂的判斷收斂參數(shù)的數(shù)值是否達到預定收斂標準值范圍來判斷收斂。一般情況下，如果收斂參數(shù)小于收斂標準值(絕對值)，同時沒有反復(即連續(xù)兩次小于收斂標準可認為收斂。天線電磁仿真完成后，結果后處理的數(shù)據(jù)一般包括(規(guī)范可根據(jù)實際需求調(diào)整)：a)天線方向圖(2D/3D)；b)駐波系數(shù)；c)輸入阻抗；d)相位方向圖；e)近場分布；f)軸比；g)天線輻射效率；11.1基本計算效果評估11.2計算結果工程精度評估系數(shù)(駐波比)，極化/軸比，波束寬度，極化隔離(雙極化天線)a)在模型基本幾何/物理參數(shù)檢查修正的基礎上，根據(jù)實驗條件/測量數(shù)據(jù)與仿真情況的對比，找b)在對比中，根據(jù)不同算法的特點，結合工程經(jīng)驗，加入人工/統(tǒng)計的修正值(修正設置和計算結a)報告一般要求制定分析報告的名稱、編號、分析標準、報告編寫人員信息。b)仿真分析模型c)仿真分析軟件真軟件的官方名稱、版本信息、軟件類型。d)仿真任務概述e)仿真分析過程對案例數(shù)模信息、模型簡化、模型狀態(tài)、邊界條件、求解方式逐個進行必要的說明。f)結果分析與結論。對分析天線的基本性能給出客觀、綜合評定。g)優(yōu)化和建議仿真報告模板可參考內(nèi)容如附表7。第六章：汽車碰撞仿真分析規(guī)范樣例1目標部件將依據(jù)本規(guī)范所規(guī)定標準進行建模。結果具有較高的分析精度。2范圍/標準規(guī)定了汽車整車碰撞的分析依據(jù)、分析流程、分析要求、分析類型、建模原則、結果估、模型修正、結果輸出、數(shù)據(jù)處理、報告編寫等內(nèi)容。標準適用于汽車整車碰撞仿真分析，其它結構或零件可參考使用。3規(guī)范性引用文件文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本標準。ASMEV&V10.1-2012AnIllustrationoftheConceptsofVerificationandValidationalSolidMechanics4術語和定義finiteelementmodeling材料屬性定義、網(wǎng)格劃分、邊界(載荷)條件施加、求解參數(shù)設置等步驟；幾何模型(geometry)：使用幾何概念描述物理或者數(shù)學物體形狀，一般包括點、線、面、體等材料屬性(materialproperty)：用于描述機械結構所用材料物理特性的數(shù)據(jù)集合；邊界條件(boundarycondition)：用于描述機械結構在給定工況下，求解域邊界上幾何以及物溫度、速度、位移等約束及載荷信息；約束(constraint)：減少自由度的各種限制條件；TEL標準單元邊長(Typicalelementsidelength)：指零件非關鍵區(qū)域的目標平均單元邊長；MEL最小單元長度(Minimumelementlength)：滿足顯式計算時間步長的最小單元長度，一般指或側面長度；長寬比(aspectratio)：描述二維或三維單元最長邊與最短邊之比的量；細長比(slenderness)：桿件的計算長度與桿件截面的回轉半徑之比；翹曲度(warpage)：單元偏離平面的程度，用于檢查單元的翹曲；偏斜度(skew)：描述單元的扭曲程度的數(shù)學量；interiorangle形單元或四邊形單元的夾角的值，常用于描述單元的最大內(nèi)角量；云圖(cloudmap)：利用色彩顯示結構內(nèi)任意一點計算結果的分布圖。5通用規(guī)則5.1坐標系如圖1。a)車身坐標系XY平面b)車身坐標系YZ平面圖1.車身坐標系5.2單位制表1.單位制國際單位制(SIUnits)ms(毫秒)ngthm(米)mm(毫米)mm(毫米)ssKg千克)Kg千克)TonsityKgmgmmTonmmN(牛)kN牛)N(牛)國際單位制(SIUnits)ressMPavitymsmmms2mms2eN.mNmmN.mmN/mmN/mmquencyHz(赫)kHzHz(兆赫)MJ(兆焦)5.3材料常用的材料及基本屬性如表2。表2.常用材料基本屬性示意SAE1010SAE950UGSSνGPan變關系(GPa)(GPa)(GPa)6E-039E-02E020E-035E-029E-024E-039E-029E-016E-033E-027E-015E-022E-022E-018E-025E-022E-014E-012E-011E+005E-01E-018E+007E-011E-018E+005E-015E-014E+004E-011E+005E+009E+007E+00E+024E+007E+003E+004E+00E+001E+00E+002E+005E+001E+01E00E+025.4計算程序碰撞仿真計算分析。a)前處理軟件：SimSoft1；5.5命名/編號規(guī)則、trim(內(nèi)飾)四個子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)又包含相應的總成，每個總成由若干零件組成。各構成關系(整車—子系統(tǒng)—總成—零件)及通用編號如表3。表3.整車構成及編號DartdentomIWidebodyorrfloordrrsidedoorstemrtrainonmememalwindshieldperraintraintrierrier表4.常用名詞縮寫lyrtrainodyinwhiteIWcketgeperorcementfhhandriddlemidounttelallarrerrtewheelwhe表5.其他命名規(guī)范號)_零件編號CtShllSectBeampartsfor對象avitynodesfor對象itylengectorcolVectorcol對象orcolexhaustsysdrjointjoint_子系統(tǒng)名joint_strgsysGLXXXXimpactV528.hm6交付物仿真分析過程中需要提交的文件主要包括：a)有限元整車網(wǎng)格模型文件；b)材料信息文件；c)求解及載荷設置文件；d)計算結果文件；e)報告文檔等。型7工作流程型整車碰撞仿真分析流程如圖2。數(shù)據(jù)準備導入SimSoft1碰撞模型建立碰撞模碰撞模型建立施加邊界約束求解設置求求解設置導入SimSoft2求解結果評估結果評結果評估結果評判結果評結果評判結果輸出報告編寫報告編寫報告編寫圖2.碰撞分析仿真流程整車碰撞分析過程如表6。表6.工作流程表?連接(焊點，鉚接，膠接等)的空間分?整車/總成/零部件的質(zhì)量、質(zhì)心參數(shù)；每一個零部件所對應的材料牌號；彈簧、橡膠等連接的剛度與阻尼信息；?分析任務目標要求等。具體內(nèi)容見表7。—建?整車網(wǎng)格模型建立；?各種連接關系建立，包括點焊連接、焊度屬性、梁截面屬性、質(zhì)量屬性、剛度屬析模復括：對質(zhì)量較差的網(wǎng)格進行修改或者重劃，得、?整車質(zhì)心與質(zhì)量調(diào)節(jié)，當整車模型質(zhì)量和質(zhì)心位置與設計數(shù)據(jù)不符時，可通過增加配重、增加集中質(zhì)量以及改變剛體的慣文立?創(chuàng)建壁障和地面模型；?將壁障和地面模型與整車模型裝配，組型，可包括正面100%碰撞仿車與剛性壁障、汽車輪胎與地面之間接觸整車碰撞模型，面碰撞仿真加初始條件和邊界約束。?接觸控制；?能量控制；?殼單元與實體單元控制；計算時間控制及時間步長控制；?結果輸出控制；?求解。?仿真結果可信性分析；?整車質(zhì)量變化分析；?整車能量變化分析；?整車變形階段性分析；?整車速度及加速度分析；?關鍵部件變形分析；?關鍵部件吸能分析；?乘員艙變形分析。計8整車模型建立8.1數(shù)據(jù)準備s列表信息；b)總成/零部件之間的連接關系，提供總成/零部件的明細表；c)連接(焊點，鉚接，膠接等)的空間分布參數(shù)，以及具體到每種連接的結構參數(shù)；d)整車/總成/零部件的質(zhì)量、質(zhì)心參數(shù)；e)每一個零部件所對應的材料牌號；f)彈簧、橡膠等連接的剛度與阻尼信息；整車碰撞建模中需要準備的數(shù)據(jù)內(nèi)容及要求如表7。表7.數(shù)據(jù)內(nèi)容及要求1?三維數(shù)模完整、無誤、無干涉穿透?焊點信息完整、焊接層級清楚?零部件的材料牌號明確?零部件的厚度要明確?質(zhì)量和質(zhì)心統(tǒng)計完整、準確?膠粘位置完整、準確表23及焊點及質(zhì)量和質(zhì)心統(tǒng)計表4模及連接關系?三維數(shù)模完整、無誤、無干涉穿透?零部件的材料牌號明確?質(zhì)量和質(zhì)心統(tǒng)計完整、準確細表及質(zhì)量和質(zhì)心統(tǒng)計表5模及連接關系?三維數(shù)模完整、無誤、無干涉穿透?零部件的材料牌號明確?質(zhì)量和質(zhì)心統(tǒng)計完整、準確細表及質(zhì)量和質(zhì)心統(tǒng)計表6接關系?三維數(shù)模完整、無誤、無干涉穿透?零部件的材料牌號明確?質(zhì)量和質(zhì)心統(tǒng)計完整、準確質(zhì)量和質(zhì)心統(tǒng)計表7及連接關系?三維數(shù)模完整、無誤、無干涉穿透?零部件的材料牌號明確?質(zhì)量和質(zhì)心統(tǒng)計完整、準確表及質(zhì)量和質(zhì)心統(tǒng)計表8三維數(shù)模及連接關系?三維數(shù)模完整、無誤、無干涉穿透?零部件的材料牌號明確?質(zhì)量和質(zhì)心統(tǒng)計完整、準確零部件明細表及質(zhì)量和質(zhì)心統(tǒng)計表及阻尼9維數(shù)模及連接關系?三維數(shù)模完整、無誤、無干涉穿透?零部件的材料牌號明確?質(zhì)量和質(zhì)心統(tǒng)計完整、準確件明細表及質(zhì)量和質(zhì)心統(tǒng)計表備胎?三維數(shù)模完整、無誤、無干涉穿透?零部件的材料牌號明確?質(zhì)量和質(zhì)心統(tǒng)計完整、準確?三維數(shù)模完整、無誤、無干涉穿透?零部件的材料牌號明確?質(zhì)量和質(zhì)心統(tǒng)計完整、準確應變曲線—數(shù)用系統(tǒng)等—，根據(jù)車輛類型增加動力電池—8.2建模原則a)需保證模型要能夠正確反映各柔性構件的變形吸能特性，如車身鈑金件和底架縱梁等，采用計b)體積和剛度均較大的構件如發(fā)動機、變速箱等由于在碰撞過程中自身幾乎不變形但可能與其它接觸，可釆用剛性體單元模擬。c)對變形可忽略的小構件還可進一步用點質(zhì)量單元建模以保持整車模型的總質(zhì)量和重心位置與實建議用名稱縮寫或編號)、厚度(用字母“T”+厚度參數(shù)表示)、材料及版本號(用字母“V”+模GLBIW3_T2.0_SPCC_V1.0。e)對于拼接件，或由不同的厚度和材料形成的擠壓件，應按不同的板厚和材料特性分成不同的component，component的命名同(3)中方式。f)對于澆鑄/壓鑄件，在采用板殼單元建模時，有限元模型需要能夠表現(xiàn)出不同位置的厚度信息，可以通過在對應位置直接給單元節(jié)點賦厚度(也叫節(jié)點厚度)，也可以根據(jù)厚度的不同將澆鑄/componentcomponent。g)在白車身總成和開閉機構總成中都有焊點和粘膠，焊點有兩層、三層以及四層焊，可按以下方SPOTXXXXXX示焊點層數(shù)和總成以及位置。8.2.1單元類型如表8。表8.單元類型及應用對象Beam1OMBIMass166構件-llid8.2.2單元尺寸整車碰撞仿真分析中各部位單元尺寸如表9。表9.不同部位單元尺寸零件/component長度TEL(mm)長MEL(mm)FrontRearumperBeam62shCans62nsLongits62membersLonqitudinals62ctural