行業(yè)應(yīng)用方案 | 結(jié)構(gòu)耐久性(疲勞)分析


疲勞損傷是指在波動(dòng)載荷下裂紋的萌生和/或擴(kuò)展,在多次加載后,構(gòu)件失去了強(qiáng)度,似乎很“累”,因此得名“疲勞”。疲勞裂紋是由局部區(qū)域的循環(huán)塑性變形引起的,疲勞失效往往發(fā)生在應(yīng)力水平不足以導(dǎo)致單次使用便失效的場(chǎng)景。


現(xiàn)實(shí)世界中幾乎所有的結(jié)構(gòu)部件都要承受某種類型的重復(fù)或變化的載荷,疲勞過程中難以檢測(cè)到損傷演化,同時(shí),損傷累積往往是不可恢復(fù)的,可能在沒有任何征兆的情況下導(dǎo)致災(zāi)難性故障。研究表明,80%-90%的結(jié)構(gòu)失效具有疲勞機(jī)制,每年因?yàn)槠谑?dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)萬億美元。


仿真是開展耐久性設(shè)計(jì)和優(yōu)化最經(jīng)濟(jì)、最有效的手段,設(shè)計(jì)師可以根據(jù)預(yù)期的壽命對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。大幅地減少試驗(yàn)次數(shù),提升品牌形象,降低故障率和返修成本。

 

Ansys解決方案


Ansys提供完備的耐久性分析解決方案,從CAD 到疲勞分析結(jié)果無縫分析流程。從前處理(幾何清理和網(wǎng)格劃分)的SCDM,到結(jié)構(gòu)分析求解器Mechanical和LS-Dyna,流體求解器Fluent,高級(jí)疲勞求解器nCode DesignLife,以及實(shí)現(xiàn)參數(shù)化、流程自動(dòng)化的WorkBench平臺(tái),再到實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的optiSLang等等。整個(gè)耐久性分析可以完全整合到Ansys Workbench的工作流中。

 

航空航天

  • 熱-機(jī)疲勞

  • 高強(qiáng)螺栓疲勞

  • 振動(dòng)疲勞

  • 載荷譜編制

  • 蠕變疲勞

 

能源

  • 風(fēng)電齒輪箱疲勞

  • 風(fēng)電輪轂疲勞

  • 鉆探設(shè)備疲勞

  • 海洋平臺(tái)疲勞分析

  • 儲(chǔ)液容器疲勞分析

 

醫(yī)療

  • 醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備疲勞設(shè)計(jì)

  • 人工關(guān)節(jié)磨損及疲勞

  • 心臟起搏裝置疲勞

 

電子產(chǎn)品

  • 可穿戴設(shè)備

  • 大功率電器電源模塊超高周疲勞

 

重型機(jī)械

  • 機(jī)構(gòu)疲勞

  • 鉆頭磨損

  • 特殊工程車輛壽命設(shè)計(jì)

  • 吊裝結(jié)構(gòu)疲勞

 

汽車

  • 底盤結(jié)構(gòu)疲勞

  • 焊點(diǎn)焊縫疲勞

  • 粘接結(jié)構(gòu)疲勞

  • 輪轂疲勞

  • 排氣歧管熱-機(jī)耦合疲勞

  • 電池包振動(dòng)疲勞

  • 三電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)疲勞

  • 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)磨損分析

 

Ansys 提供全面的基于CAE分析

疲勞預(yù)測(cè)仿真方案


通過CAE疲勞分析和設(shè)計(jì),可以:1、大幅減少對(duì)物理測(cè)試的依賴,避免昂貴的設(shè)計(jì)和工具更改;2、通過先模擬,進(jìn)行更智能、更快的物理測(cè)試;3、通過減少故障減少保修索賠;4、通過評(píng)估更多設(shè)計(jì)方案,降低成本和重量;5、提高標(biāo)準(zhǔn)化分析流程和報(bào)告的一致性和質(zhì)量。


Ansys nCode DesignLife是一個(gè)基于CAE的疲勞分析系統(tǒng),它包含了一套綜合的求解器和從主流有限元分析(FEA)結(jié)果文件預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)耐久性的先進(jìn)方法。


  • 嵌入式界面 - Ansys Workbench平臺(tái)上的全新Ansys nCode DesignLife用戶界面在單一流程中提供端到端的耐久性解決方案。與其他Ansys旗艦產(chǎn)品一樣,它被完美的整合到了Workbench平臺(tái)上,因此,用戶無需退出Ansys Mechanical 界面進(jìn)行前/后處理,并可以直接在后臺(tái)運(yùn)行強(qiáng)大的nCode求解引擎。

  • 集成化流程 - 定制后的Ansys nCode DesignLife工作流程可與Workbench平臺(tái)上的其他Ansys產(chǎn)品集成,因此用戶可以將FEA結(jié)果文件直接傳輸?shù)絥Code用戶界面。也可以通過將nCode工作流與Ansys DesignXplorer或Ansys optiSLang連接來執(zhí)行參數(shù)化研究。

  • 獨(dú)立產(chǎn)品包 - 用戶可以直接從Ansys Workbench平臺(tái)訪問nCode用戶界面,并輕松訪問來自Ansys、Glyphworks和其他FEA工具的結(jié)果。

 

典型應(yīng)用案例


行業(yè)應(yīng)用方案 | 結(jié)構(gòu)耐久性(疲勞)分析的圖1

粘接疲勞

行業(yè)應(yīng)用方案 | 結(jié)構(gòu)耐久性(疲勞)分析的圖2

焊縫疲勞

行業(yè)應(yīng)用方案 | 結(jié)構(gòu)耐久性(疲勞)分析的圖3

電池包振動(dòng)疲勞

行業(yè)應(yīng)用方案 | 結(jié)構(gòu)耐久性(疲勞)分析的圖4

齒輪箱體疲勞

行業(yè)應(yīng)用方案 | 結(jié)構(gòu)耐久性(疲勞)分析的圖5

歧管多軸疲勞

行業(yè)應(yīng)用方案 | 結(jié)構(gòu)耐久性(疲勞)分析的圖6

電動(dòng)工具


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