負載識別分析-True-Load

HyperWorks & True-Load 之完美串接

【 目 的 】

.......CAE 分析中對於複雜入力往往是工程師最大的困難與痛苦，除了難以掌握複雜入力行為外，也須投入大量的人力建構複雜入力及分析資源（模型複雜與分析時間等），True-load 僅需針對預關心部位建構分析模型，再結合數個應變規實測的結果，即可透過軟體運算獲取實際入力結果，快速且準確地得到分析結果。

 

 【 True-Load 介紹 】

1. True-Load 是基於實測應變進行負載識別之工具，主要功能包括測試預分析和負載識別分析。
2. 測試預分析決定如何有效地佈局應變片的位置和方位
3. 負載識別分析則是根據少量的實測應變時間歷程資料和有限元單位載荷模型結果，準確地識別出有限元模型相應的“真實”時間歷程載荷譜。
4. 載荷歷程確定後，有限元分析師就可以計算出準確的結構強度和疲勞熱點位置並據此優化設計。根據識別出的載荷歷程，工程師可以回到有限元軟體中準確求解，也可以在 True-Load 中以線性疊加法結合疲勞耐久分析軟體 Safe Design 計算結構的剛度、強度及疲勞壽命。
5. True-Load 識別準確載荷，可大大縮減因載荷不准而導致的研發探索進程，同時對於結構改進設計、可靠評價結構的疲勞耐久壽命具有不可忽視的作用 

 【 HyperWorks 介紹 】

.......HyperWorks 提供全方位的解決方案，包括有限元素建模、線性和非線性分析、參數及拓樸最佳化、CFD、多體動力學模擬、電磁相容性、視覺化和資料管理解決方案。
.......HyperWorks 產品線包含：HyperMesh、OptiStruct、Inspire、SimSolid、HyperStudy、SimLab、MotionSolve、Radioss、Feko、AcuSolve、Activate、Embed…等模擬軟體。

 

【 優 勢 】

1. 獲得高精度之負載歷程 : 對於複雜的外力條件，例如工具機作動行為、整車疲勞耐久路面分析...等，即使將絕大部分的影響因素考慮進 CAE 分析中，有可能分析測試比對還是不準，True-Load™ 透過耦合 FEA 模型與實測的應變資料，能得到精準的負載歷程。
2. 節省研發的時間：以整車疲勞分析為例，整車路面疲勞僅需建構車架模型，可省下底盤機構及路面的模型建置。
3. 得到能重複使用的設計資料：在研發流程中，有時僅為了某些結構作設計變更，而需要調整模型，再重新執行分析，使用 True-Load™，只要車型的變更幅度不大，所得的負載歷程可以沿用，省時又省力。

【 實 例 : 車體結構分析 】

1. 整車路面疲勞僅需建構車架模型，可省下底盤機構及路面的模型建置。
2. 軟體告知車架上關鍵敏感位置，進而實測獲取整車疲勞的應變規資料。
3. 複雜實車路況疲勞模擬可以用此功能，將其等效於實驗室簡單入力做疲勞測試，對於實驗室整合非常有效益。
4. 藉由此功能可了解於哪種入力為疲勞關鍵，進而進行改良。
5. 分析完成後即可得到整車應變的分佈，可有效降低黏貼應變規數量。

【 實 例 : 無人機複雜流場入力分析 】

.......飛機飛航時的外力往往需進行複雜的空氣動力學分析（流場分析）才能模擬，但流場分析將難以考慮實際狀況的複雜紊流問題，因此若運用 True-load 可針對預關心位置黏貼應變規，進行飛機實測，並結合如上述各案例之流程，True-load 即可掌握此複雜流場入力資訊，以利後續機身、機翼等結構設計改良之運用。
 
 

【 實 例 : 工具機結構分析 】

1. 工具機的入力與振動源主要由刀具與加工過程產生，刀具加工與入力的傳遞過程須建構複雜的分析模型，且刀具的入力模擬僅能簡化，因此 True-load 僅需針對關心部位建構分析模型。

2. 結合 True-load Pre-test 功能找出工具機預黏貼應變規位置。

3. 參考上述黏貼應變規並進行實測，在將應變規量測歷程輸入於 True-load。

4. True-load 可藉此演算出結合測試與力學理論的入力結果。

5. True-load 的後處理 QSE 模組可將上述入力結果反算獲取等效複雜分析模型之分析結果。

6. 此入力也可作為後機減重與結構設計分析等運用。

【 流  程 】

1. 實車進行複雜的路況測試，並將記錄應變規上的 data。

2. 將實測的應變規 data 輸入 Altair OptiStruct 中，利用 True-load 模組進行轉換即可得到整車應力分析結果。

3. 『車架模型』加上『 True-load module 』等校於『整車含機構及路面的 true load 所傳至車架的疲勞效應』。

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