有限元疲勞分析的案例
2006年會msc.fatigue論文--基于模態應力恢復的有限元疲勞分析方法
基于模態應力恢復的有限元疲勞分析方法
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基于模態應力恢復的有限元疲勞分析方法.pdf
2006年會msc.fatigue論文--有限元疲勞分析方法及在汽車工程中的應用
有限元疲勞分析方法及在汽車工程中的應用
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用有限元法進行疲勞分析
用有限元法進行疲勞分析
一、有限元法疲勞分析的基本思路
用有限元法進行疲勞分析，其基本思路是：首先進行靜或動強度分析，然后進入到后處理器取出相關的應力應變結果，在后處理器中再定義載荷事件，循環材料特性，接著根據所需要的疲勞準則對每一個載荷事件進行壽命計算，最后根據累計損傷理論判斷是否開始破壞。 由于結構受力狀態往往是一復雜的應力狀態，而在實驗中測得的結構材料S-N曲線又常是在簡單應力狀態下獲得的，因此常用最小能量屈服準則或其它等效準則，將所研究的疲勞點上的復雜應力用一個等效應力替代。對有限元法而言，這一過程很容易實現。等效替代以后，即可參照原始材料的S-N曲線進行疲勞壽命評估。
上述方法稱之為應力-壽命法或S-N法，該方法不嚴格區分裂紋產生和裂紋擴展，而是給出結構發生突然失效前的全壽命估計。當然，還可以采用更加現代化的局部應變法或初始裂紋法。因篇幅所限，下面結合Abaqus軟件，僅討論S-N法，且針對車輛結構疲勞分析
用有限元法進行疲勞分析.pdf
展開 關于疲勞問題的有限元分析清單
1、疲勞破壞的原因及分類
原因：
應力波動引起的機械疲勞
循環載荷同高溫聯合作用引起的蠕變疲勞
循環受載部件的溫度變動引起的熱機械疲勞
零件之間的滑動和滾動接觸相結合產生的接觸疲勞
分類：
高周疲勞(high circle fatigue)：循環次數≥104周次
低周疲勞(low circle fatigue) ：循環次數≤104周次
2、疲勞有限元分析步驟：
通過靜力學方法分析對象的應力分布；將計算的結果導入到fatigue分析模塊；
定義疲勞分析的應力/應變的類型(一般選擇Max. Abs. Principal，即主應力/應變絕對值的最大值)；對應了S－N曲線中的應力S或者E－N曲線中的應變。
輸入載荷信息，即將第1步的計算結果導入；定義一個周期時間內的動載荷。
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基于有限元法的汽車構件疲勞壽命分析
對汽車構件結構疲勞分析和壽命預測方法即靜態疲勞分析方法和總壽命S一Ⅳ預測方法進行了介紹。針對某種型號轎車的懸架,應用多體動力學軟件ADAMS構建了懸架的虛擬樣機,進行了動力學仿真分析。并應用MSC系列有限元分析和疲勞軟件對下控制臂進行分析,計算了其應力特性和疲勞壽命。
基于有限元法的汽車構件疲勞壽命分析.pdf
聯合ABAQUS與Fe-safe的隨機振動疲勞分析（隨機疲勞理論及有限元軟件操作講解） ￥25
結論
本文介紹隨機疲勞壽命分析的基礎理論，并使用有限元軟件ABAQUS與Fe-safe聯合仿真技術，在基于PSD譜上，對某一啞鈴狀板梁進行了隨機振動疲勞壽命仿真分析，同時也介紹了該聯合仿真分析的流程。在分析結果中，對比了隨機振動仿真的RMS計算結果和fe-safe隨機疲勞壽命的計算結果，評估分析結果的可信度。此疲勞仿真分析技術對產品的開發有著重要的幫助，可以在產品設計階段有效控制其疲勞壽命, 指導結構設計，縮短開發周期，降低開發成本。
此外，后期我會補充一些實際項目中的應用案例，為讀者在解決實際的工程問題中提供一定的參考,敬請期待！
參考文獻
[1] 劉龍濤，李傳日，程祺. 某結構件的隨機振動疲勞分析[J]. 振動與沖擊，2013, 32(21)
[2] 林 明，謝里陽. 疲勞壽命預測頻域方法分析與比較[J]. 失效分析與預防，2016，11(5)
[3] 楊萬均，施榮明. 隨機振動應力幅值的分布規律[J]. 機械設計與研究，2011，27(6)
[4] 李西順. 基于OptiStruct的電動汽車電池包振動疲勞分析. Altair技術大會優秀論文
[5] 達索公司. Abaqus Analysis User's Manual. SIMULIA Abaqus 6.14
[6] 達索公司. fe-safe user manual. SIMULIA fe-safe 2018
展開 資料分享-有限元疲勞分析.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
好了
有限元軟件進行疲勞分析的若干問題
計算安全壽命 Ts=TL/D
MSC.Fatigue軟件與此方法結合的很好，然而，有限元法解決實際工程中的疲勞問題還有一些問題：
1. 目前疲勞理論對于材料微裂紋的形成和擴展過程中的某些效應無法全面徹底地分析其機理，因此在此基礎上發展而來的各種方法在某些情況下可能導致結果誤差很大；
2. 各種疲勞分析有限元法對應力類型及作用方式十分敏感，而實際工程中這些因素往往無法精確得到，造成結果分散性相當大；
3. 很難預先判斷易發生疲勞破壞的危險區域，而想要對其中所有可能發生初始裂紋的節點進行細化建模分析目前顯然不太現實；
4. 不確定因素如載荷時間歷程的復雜性、模型試驗結果的分散性、殘余應力及腐蝕影響等，可能導致結果與實際情況存在量級上的偏差。
對于常用的疲勞分析軟件Fatigue，其自帶三種分析方法適用范圍如下：
1. S-N曲線總壽命分析法：
疲勞壽命相當長的結構，且很少發生塑性變形；
裂紋初始化及裂紋擴展模型不適用的結構如復合材料、焊接材料、塑料以及一些非鋼結構；
已有針對結構的大量現成S-N數據的情形；
焊接熱點區域疲勞分析以及隨機振動引發的疲勞問題。
2. 適用裂紋初始化分析法的情形：
基本沒有缺陷的金屬構件；
對安全性要求高，把初始裂紋的發生作為疲勞失效準則的構件；
確定哪些節點可能會發生疲勞初始裂紋并研究裂紋擴展情況時；
分析結構使用不同材料以及不同表面處理情況的影響效應時；
各項同性且延展性強的金屬材料構件，具有對稱的循環應力-應變曲線；
塑性占據主要地位的低周疲勞。
3.
展開 基于有限元法的轎車車身結構及焊點疲勞壽命分析
基于有限元法的轎車車身結構及焊點疲勞壽命分析
基于子模型-全局模型技術的微動疲勞Abaqus有限元分析
1計算任務的描述
交變荷載作用下金屬板材及構件的微動疲勞問題是復雜服役狀態下土木工程結構及設備所面臨的主要挑戰和難題。本說明書首次提出了基于子模型和全局模型技術的微動疲勞有限元模擬方法，并利用晶體塑性有限元方法模擬了pad和軸向體應力作用下specimen的微動疲勞過程，并根據等效塑性應變分布云圖識別出模型內部和接觸表面最先發生起裂的薄弱部位。我們所提出的方法考慮了試樣晶粒尺寸、形態和組構等細觀特征，克服了宏-細觀尺度耦合問題，可從物理層面分析試樣的微動疲勞特征并預測其初始起裂壽命。
本計算任務書主要說明了利用Abaqus軟件完成的300次循環加載的微動疲勞模擬結果。
2 仿真計算采用的設備基本情況（CPU、內存等）
計算采用移動工作站Dell Precision 7550，CPU為至強W-10885M四核處理器；內存為128GB。
3 計算模型的處理技術
（1）子模型-全局模型耦合技術
（2）晶體塑性有限元模擬技術
圖1 計算模型設計（a為接觸半寬）
計算模型采用了子模型-全局模型耦合技術。模型尺寸如圖1所示。
子模型微動疲勞模擬技術可歸納為如下步驟：(a)第一步，分別建立粗網格全局模型和局部區域細化的子模型，并沿子模型邊界部位切割全局模型；(b)第二步，對宏觀全局模型進行微動疲勞分析，并保存子模型邊界附近的分析結果；(c)第三步，定義子模型邊界，設置各個分析步中的驅動變量(driven variables)，并對細觀子模型進行微動疲勞分析；(d)第四步，比較全局模型和子模型在子模型邊界附近的分析結果，驗證子模型設置的有效性。
4 方法計算的機時耗費情況
計算耗費時間約20個小時。
展開 “拒絕疲勞”力學工作室—自我介紹
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我們是一群“拒絕疲勞”力學愛好者。我們沉迷于專業的有限元疲勞分析工具和解決方案的開發。我們已經基于某國產自主仿真平臺開發了專門的有限元疲勞分析工具“原點”。
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我們的小伙伴覆蓋了專業的研發人員，擁有豐富經驗及專業技能的工程師、軟件開發專家。在疲勞力學、仿真技術以及軟件開發領域擁有深厚的理論基礎和實踐經驗。
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我們可以做：
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l 提供專業的疲勞仿真工具或根據客戶需求，定制開發適合特定行業和應用場景的分析工具。
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l 提供疲勞仿真技術咨詢和培訓服務，幫助掌握疲勞分析的技術方法和工程實踐。
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基于有限元的虛擬疲勞壽命預測
基于有限元的虛擬疲勞壽命預測2.rar
基于有限元的虛擬疲勞壽命預測1.rar
深圳有限元分析公司，提供有限元航空結構分析
航空結構分析
飛機一般由機翼、機身、起落架和飛機操作系統組成，其結構受力復雜，用以往的經典工程分析進行應力分析已滿足不了現代飛機型號設計的要求，花費的時間長，分析的部位具有局限性。隨著大型計算機及工作站的出現和大量工程應用軟件的投入使用，使得復雜的工程問題得以用有限元法進行分析，使航空結構分析走上CAE的道路，用有限元對飛機結構進行分析具有極大的優越性。
CAE可以對飛機的各大部件如機身、機翼、舵面、發動機短艙、氣密艙、起落架等進行常規的結構分析、熱分析、動力分析等，而且其強大的多物理場耦合功能可進行諸如流體－固體耦合、熱－結構耦合、氣動分析，完全能滿足飛機設計中對有限元分析的需求。
1.飛行器總體
v 頻率和振型
v 線性和非線性靜態和瞬態應力
v 失穩分析
v 飛鳥和飛機的撞擊
v 總體氣動性能
v 飛機、發動機的氣動匹配
v 軍用飛機的雷達反射特性以及紅外輻射特性
2.子系統
機身
v 靜力分析
v 動力響應分析（模態、顫振等）
v 失穩分析
v 損傷容限分析
機翼
v 靜力分析
v 動力響應分析（模態、顫振、抖振等）
v 失穩分析
v 損傷容限分析
v 結構優化設計
3.起落架
v 飛行器起落架多體動力學分析
v 飛行器起落架部件級靜力分析
v 飛行器起落架部件級動力分析
4.航空發動機
v 軸系彈塑性、靜動力分析、疲勞分析、優化設計
v 盤系的靜力計算、模態計算和動力響應計算
v 葉片模態計算、動力響應計算、熱疲勞分析
v 發動機機匣載荷分析、疲勞變形分析
v 燃燒室/加力燃燒室/推進劑熱應力分析、熱疲勞分析、靜力分析
5.衛星設計
v 衛星的模態動力學分析
v 電池組托架的應力分析
v 太陽能電池板的展開
v 運輸引起的沖擊和損傷
展開 有限元分析及其基本分析步驟 附有限元分析基礎教程曾攀下載
08
結果處理與顯示
進入有限元分析的后處理部分，對計算出來的結果進行加工處理，并以各種形式將計算結果顯示出。
不同教材對有限元法步驟劃分有所不同，但其基本內容及原理是一致的，感興趣的朋友繼續深度研究哦~
下載地址：有限元分析基礎教程曾攀
abaqus有限元分析過程 附ABAQUS有限元分析常見問題解答下載
一、有限單元法的基本原理
有限單元法（The Finite ElementMethod）簡稱有限元（FEM），它是利用電子計算機進行的一種數值分析方法。它在工程技術領域中的應用十分廣泛，幾乎所有的彈塑性結構靜力學和動力學問題都可用它求得滿意的數值結果。
有限元方法的基本思路是：化整為零，積零為整。即應用有限元法求解任意連續體時，應把連續的求解區域分割成有限個單元，并在每個單元上指定有限個結點，假設一個簡單的函數（稱插值函數）近似地表示其位移分布規律，再利用彈塑性理論中的變分原理或其他方法，建立單元結點的力和位移之間的力學特性關系，得到一組以結點位移為未知量的代數方程組，從而求解結點的位移分量. 進而利用插值函數確定單元集合體上的場函數。由位移求出應變, 由應變求出應力
二、ABAQUS有限元分析過程有限元分析過程可以分為以下幾個階段
1.建模階段:
建模階段是根據結構實際形狀和實際工況條件建立有限元分析的計算模型――有限元模型，從而為有限元數值計算提供必要的輸入數據。有限元建模的中心任務是結構離散，即劃分網格。但是還是要處理許多與之相關的工作：如結構形式處理、集合模型建立、單元特性定義、單元質量檢查、編號順序以及模型邊界條件的定義等。
2.計算階段:
計算階段的任務是完成有限元方法有關的數值計算。由于這一步運算量非常大，所以這部分工作由有限元分析軟件控制并在計算機上自動完成
3.后處理階段:
它的任務是對計算輸出的結果驚醒必要的處理，并按一定方式顯示或打印出來，以便對結構性能的好壞或設計的合理性進行評估，并作為相應的改進或優化，這是驚醒結構有限元分析的目的所在。
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