行業應用方案 | 結構耐久性(疲勞)分析


疲勞損傷是指在波動載荷下裂紋的萌生和/或擴展,在多次加載后,構件失去了強度,似乎很“累”,因此得名“疲勞”。疲勞裂紋是由局部區域的循環塑性變形引起的,疲勞失效往往發生在應力水平不足以導致單次使用便失效的場景。


現實世界中幾乎所有的結構部件都要承受某種類型的重復或變化的載荷,疲勞過程中難以檢測到損傷演化,同時,損傷累積往往是不可恢復的,可能在沒有任何征兆的情況下導致災難性故障。研究表明,80%-90%的結構失效具有疲勞機制,每年因為疲勞失效導致的經濟損失高達數萬億美元。


仿真是開展耐久性設計和優化最經濟、最有效的手段,設計師可以根據預期的壽命對產品設計進行優化。大幅地減少試驗次數,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 到疲勞分析結果無縫分析流程。從前處理(幾何清理和網格劃分)的SCDM,到結構分析求解器Mechanical和LS-Dyna,流體求解器Fluent,高級疲勞求解器nCode DesignLife,以及實現參數化、流程自動化的WorkBench平臺,再到實現優化設計的optiSLang等等。整個耐久性分析可以完全整合到Ansys Workbench的工作流中。

 

航空航天

  • 熱-機疲勞

  • 高強螺栓疲勞

  • 振動疲勞

  • 載荷譜編制

  • 蠕變疲勞

 

能源

 

醫療

  • 醫療檢測設備疲勞設計

  • 人工關節磨損及疲勞

  • 心臟起搏裝置疲勞

 

電子產品

  • 可穿戴設備

  • 大功率電器電源模塊超高周疲勞

 

重型機械

  • 機構疲勞

  • 鉆頭磨損

  • 特殊工程車輛壽命設計

  • 吊裝結構疲勞

 

汽車

  • 底盤結構疲勞

  • 焊點焊縫疲勞

  • 粘接結構疲勞

  • 輪轂疲勞

  • 排氣歧管熱-機耦合疲勞

  • 電池包振動疲勞

  • 三電系統結構疲勞

  • 旋轉機構磨損分析

 

Ansys 提供全面的基于CAE分析

疲勞預測仿真方案


通過CAE疲勞分析和設計,可以:1、大幅減少對物理測試的依賴,避免昂貴的設計和工具更改;2、通過先模擬,進行更智能、更快的物理測試;3、通過減少故障減少保修索賠;4、通過評估更多設計方案,降低成本和重量;5、提高標準化分析流程和報告的一致性和質量。


Ansys nCode DesignLife是一個基于CAE的疲勞分析系統,它包含了一套綜合的求解器和從主流有限元分析(FEA)結果文件預測結構耐久性的先進方法。


  • 嵌入式界面 - Ansys Workbench平臺上的全新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旗艦產品一樣,它被完美的整合到了Workbench平臺上,因此,用戶無需退出Ansys Mechanical 界面進行前/后處理,并可以直接在后臺運行強大的nCode求解引擎。

  • 集成化流程 - 定制后的Ansys nCode DesignLife工作流程可與Workbench平臺上的其他Ansys產品集成,因此用戶可以將FEA結果文件直接傳輸到nCode用戶界面。也可以通過將nCode工作流與Ansys DesignXplorer或Ansys optiSLang連接來執行參數化研究。

  • 獨立產品包 - 用戶可以直接從Ansys Workbench平臺訪問nCode用戶界面,并輕松訪問來自Ansys、Glyphworks和其他FEA工具的結果。

 

典型應用案例


行業應用方案 | 結構耐久性(疲勞)分析的圖1

粘接疲勞

行業應用方案 | 結構耐久性(疲勞)分析的圖2

焊縫疲勞

行業應用方案 | 結構耐久性(疲勞)分析的圖3

電池包振動疲勞

行業應用方案 | 結構耐久性(疲勞)分析的圖4

齒輪箱體疲勞

行業應用方案 | 結構耐久性(疲勞)分析的圖5

歧管多軸疲勞

行業應用方案 | 結構耐久性(疲勞)分析的圖6

電動工具


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