ANSYS Ncode Designlife求解器中的焊縫疲勞壽命分析方法起源于沃爾沃汽車公司和查爾姆斯理工大學(xué)，該算法采用的是非常通用的應(yīng)力基疲勞壽命評(píng)估方法，特別適合于汽車零部件中1-3 mm厚度的薄鋼板件，對(duì)于更厚的實(shí)體結(jié)構(gòu)建模部件，也支持基于ASME鍋爐與壓力容器的規(guī)范的疲勞壽命計(jì)算。

   這種方法基本上與標(biāo)準(zhǔn)的S-N方法相似，只是需要進(jìn)行一些特殊的考慮去處理焊縫，詳細(xì)特點(diǎn)如下：

    1. ANSYS Ncode Designlife起源于薄板焊縫結(jié)構(gòu)；

    2. 算法根據(jù)有限元求解數(shù)據(jù)的網(wǎng)格點(diǎn)力去計(jì)算焊趾的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)力推倒方式，該算法對(duì)網(wǎng)格剖分狀況不那么敏感。結(jié)構(gòu)應(yīng)力推導(dǎo)過(guò)程在SAE 982311中有詳細(xì)描述。為在Ncode中使用網(wǎng)格力方式，網(wǎng)格力數(shù)據(jù)必須被包含在有限元結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果數(shù)據(jù)中，并且設(shè)置Ncode軟件ANSYS Group properties中Entity Data Type為Force Moment選項(xiàng)。

    3. 可選的，節(jié)點(diǎn)位移和轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)也可以用于確定焊縫周圍單元的應(yīng)力值，使用該方式，節(jié)點(diǎn)力和位移數(shù)據(jù)必須包含在有限元結(jié)構(gòu)文件中，并且設(shè)置Ncode軟件ANSYS Group properties中Entity Data Type為Displacement選項(xiàng)。

    4. 網(wǎng)格剖分方面，對(duì)于薄板件殼模型，焊縫周圍的區(qū)域盡可能劃分為5 mm大小的規(guī)整網(wǎng)格，盡可能避免使用三角形網(wǎng)格。

    5. 若采用了以上應(yīng)力或位移推導(dǎo)應(yīng)力方式，Ncode軟件將基于焊縫周邊單元數(shù)據(jù)，推導(dǎo)焊趾和焊根單元非平均的節(jié)點(diǎn)應(yīng)力值用于疲勞壽命評(píng)估。焊喉部位采用焊喉單元中心應(yīng)力值評(píng)估疲勞壽命。

    6. 若采用網(wǎng)格點(diǎn)力方法，依據(jù)網(wǎng)格點(diǎn)力數(shù)據(jù)去推導(dǎo)焊趾和焊根單元邊中間點(diǎn)的平均膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，進(jìn)而可以計(jì)算焊趾和焊根上下表面的法向應(yīng)力，用于做法向方向的疲勞壽命評(píng)估。當(dāng)需要對(duì)焊喉部位進(jìn)行壽命評(píng)估計(jì)算時(shí)，Ncode將基于焊縫單元的兩個(gè)焊縫邊計(jì)算應(yīng)力值，然后平均到中心位置。網(wǎng)格力方法要求采用線性單元。

    7. Ncode焊縫疲勞壽命評(píng)估算法評(píng)估了彎曲應(yīng)力對(duì)總應(yīng)力的貢獻(xiàn)度，根據(jù)占比大小取確定，焊縫為剛性或柔性，不同的彎曲力占比，需要采用不同的S-N材料曲線，軟件會(huì)根據(jù)彎曲應(yīng)力比重S-N曲線進(jìn)行自動(dòng)插值處理。

ANSYS Ncode Designlife焊縫疲勞仿真流程