OptiStruct结构分析与工程应用
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2.4 分析类型

OptiStruct是一款多学科有限元仿真软件,涉及结构分析、NVH分析、热分析、声学分析、疲劳分析以及转子动力学分析等,可用于汽车、消费电子、家电、重工、船舶、航空航天等行业的结构有限元仿真分析。具体分析类型如图2-5所示。

结构分析用于计算结构在一定的载荷及约束下产生的变形及应力,以评估结构的安全性能。例如,对于不锈钢结构,当应力超过屈服强度后,结构会产生不可恢复的塑性应变;当应力超过强度极限时,结构会发生破坏。机械行业都会用到这类分析。

图2-5 OptiStruct分析类型

NVH分析用于分析结构在动力载荷下的相关性能,如模态分析可得到结构的固有频率和振型,固有频率越高,其结构刚度越大;频响分析可得到不同频率激励下结构所产生的位移以及加速度响应等。汽车行业可对整车进行NVH分析,评估整车的舒适性,对于超标的振动、噪声,可通过仿真改进结构,改善产品。

热分析可根据给定的热边界条件得到结构中的传热过程以及终止状态下的热分布情况,另外可分析因热胀冷缩产生的热应力。比如热分析可用于模拟PCB板温箱实验,得到PCB板在不同温度下的热应力,判断PCB板在实际使用过程中是否会因为热应力而发生破坏。

疲劳分析用于分析结构在一定周期载荷下的寿命,如根据载荷历程以及S-N曲线评价发动机曲轴寿命。声学分析用于分析结构的声学性能,如汽车声腔辐射分析。转子动力学可用于转动部件的模态以及频响分析等。