疲勞壽命
關注創建者：幸福里8號 創建時間：2019-02-12
疲勞壽命的視頻教程
ABAQUS疲勞分析專題-汽車懸置架疲勞分析-預制裂紋循環載荷下的疲勞裂紋擴展-腐蝕鋼絲疲勞壽命計算等
腐蝕鋼絲疲勞壽命計算 腐蝕是疲勞裂紋擴展過程中不可忽視的重要因素，特別是在鋼絲繩等金屬材料中。該模塊將專注于腐蝕鋼絲的疲勞壽命計算，使用ABAQUS的腐蝕模型來考慮環境因素對材料疲勞性能的影響。我們將探討如何通過腐蝕損傷模型描述鋼絲的損傷積累過程，并結合實驗數據進行驗證。課程將講解如何在ABAQUS中進行腐蝕疲勞分析，幫助學員更好地理解和預測腐蝕鋼絲在不同環境條件下的疲勞壽命。
￥299 1小時26分鐘 520播放
查看
Hyperworks橫向穩定桿六面體網格劃分、線剛度&扭轉剛度&側傾角剛度和疲勞應力及疲勞壽命的仿真分析實例視頻教程
模型文件及課件.zip 本課程詳細介紹了如何利用hyperworks軟件對橫向穩定桿進行六面體網格劃分、穩定桿線剛度&扭轉剛度&側傾角剛度和疲勞應力及疲勞壽命（Twist工況下的臺架疲勞壽命，包括了SN曲線的簡單介紹以及疲勞仿真分析精度的影響因素）進行仿真分析。（從頭操作到尾的實例教程，感興趣的可以跟著作者一塊做~）
￥99 1小時35分鐘 126播放
查看
Hyperworks螺旋彈簧六面體網格劃分、本體剛度、軸向壓縮工況應力、疲勞壽命和拍打工況應力及疲勞壽命仿真分析實例視頻教程
本課程詳細介紹了如何利用hyperworks軟件，來計算仿真計算懸架螺旋彈簧的剛度、強度應力和疲勞壽命。（從頭操作到尾的實例教程，感興趣的可以跟著作者一塊做~） Coilspring.zip
￥99 1小時9分鐘 172播放
查看
疲勞壽命的實例教程
運動線纜疲勞壽命分析 ￥19.89
第 1 章 運動線纜疲勞壽命分析
1.1 引言
本章系統介紹了疲勞基本理論與分析方法，重點闡述了高周與低周疲勞的劃分依據及其特征，明確了名義應力法和局部應力-應變法兩種常見的疲勞壽命預測方法。針對運動線纜的高周疲勞特點，采用名義應力法進行分析，并結合應力-壽命曲線評估材料在交變載荷下的疲勞壽命。對線纜結構在最優工況下進行疲勞仿真，提取關鍵區域名義應力并進行壽命估算，并分析不同布線方式以及不同傾角對運動線纜疲勞壽命影響。
1.2 疲勞基本理論及分析方法
1.2.1 疲勞壽命定義
疲勞失效是指金屬材料或非金屬材料在長期承受交變載荷重復作用的條件下，逐漸產生損傷并最終失去承載能力的一種常見破壞形式[71]。依據不同的劃分標準，疲勞現象通常可歸類為三種主要類型：熱疲勞、腐蝕疲勞以及機械疲勞[72]。其中，機械疲勞在工程實踐中最為常見。若以應力循環次數為依據，機械疲勞可細分為高周疲勞與低周疲勞[73]。高周疲勞與低周疲勞的劃分通常依據材料所經歷的應力循環次數來確定[74]。當循環次數少于10?次時，被定義為低周疲勞；相反，若循環次數超過10?次，則歸類為高周疲勞。高周疲勞通常發生在應力幅值較小的條件下，其疲勞行為多通過
曲線來表征材料的性能特征[75]。在實際工程應用中，機械零部件常常受到高周疲勞影響，而本文所研究的運動線纜也正是典型的高周疲勞失效實例。
1.2.2 疲勞分析方法
在機械構件的設計過程中，疲勞壽命預測起到了關鍵的作用。通過對疲勞壽命的準確預測，我們可以進一步完善機械構件的結構設計，從而有效地延長其在實際應用中的使用壽命。目前，疲勞壽命預測的方法主要可歸為兩大類：其一是基于名義應力的分析方法；其二則為考慮局部應力與應變分布的局部應力-應變法。這兩種技術都有其獨特的應用場景和優點，在實際使用時，需要根據部件的操作環境和負載狀況來做出決策。
展開 分享一個疲勞分析理論方面的資料，《結構疲勞壽命分析》，是軟件疲勞分析的基礎知識，相信對疲勞分析的兄弟會有所幫助。
結構疲勞壽命分析.part08.rar
結構疲勞壽命分析.part01.rar
結構疲勞壽命分析.part02.rar
結構疲勞壽命分析.part03.rar
結構疲勞壽命分析.part04.rar
結構疲勞壽命分析.part05.rar
結構疲勞壽命分析.part06.rar
結構疲勞壽命分析.part07.rar
展開 由圖4可以看出，S-N曲線由低周疲勞階段、高周疲勞階段、無限疲勞壽命階段構成。電池箱的疲勞屬于高周疲勞問題，應采用高周疲勞階段和無限疲勞壽命階段的S-N曲線進行疲勞壽命的分析。
在nCodeDesignlife中，S-N曲線的高周疲勞階段和無限疲勞壽命階段采用冪指數方程的形式來表達：
式中：S為應力幅值；SRI1為一次循環下的應力值；N為應力循環的次數；b為疲勞強度指數，低周疲勞階段用b1表示，高周疲勞階段用b2表示。
軟件擬合的S-N曲線的參數：SRI1為1724.37MPa，高周疲勞階段的疲勞強度指數b1為-0.1338，無限壽命疲勞階段的疲勞強度指數b2為-0.0717。
圖4 UTS應力修正后的Q235 S-N曲線
2.4 疲勞壽命分析
在nCodeDesignlife中，搭建疲勞壽命分析的“五框圖”。分別讀取X、Y、Z方向的頻率響應函數，在vibration generator框圖中輸入圖1所示的加速度功率譜密度，在material generator中定義圖4所示的S-N曲線。疲勞壽命計算模型的應力循環一般為對稱循環，而電池箱在隨機振動環境下的應力循環處于非對稱循環狀態，平均應力的存在將影響疲勞壽命，所以采用Goodman方法修正平均應力對疲勞壽命的影響，并采用1.2節中Dirlik疲勞累積損傷計算公式對電池箱進行疲勞壽命分析。
根據仿真結果可知，在Z方向上，最低壽命為4.29×104s，出現在橫梁銜接處；在Y方向上，最低壽命為5.38×107 s，出現在托腳螺栓孔處；在X方向上，最低壽命為2.70×109 s，出現在托腳螺栓孔處。
隨機振動測試的國標規定，X、Y、Z每個方向的測試時間是21 h，也就是7.56×104s。測試過程中，蓄電池箱或系統保持連接可靠、結構完好，蓄電池箱或系統無裂紋、外殼破裂等現象。
展開 根據斷裂力學的觀點，金屬結構件的疲勞破壞是由于主裂紋擴展到臨界尺寸而造成的，結構的壽命取決于結構危險部位裂紋的萌生與擴展。
該方法將疲勞斷裂過程分為三個階段：
一是構件在交變力作用下產生初始裂紋（初始裂紋定義至今仍無統一標準，習慣上為0.5-1mm）；
二是裂紋開始擴展，以致產生較大宏觀裂紋；
三是裂紋急劇擴展，迅速導致破壞，它的壽命往往很短，稱瞬間斷裂壽命，工程上不予考察
按裂紋產生的時間，又可將第一階段定義為始裂壽命，第二階段定義為裂紋擴展壽命（習慣上稱剩余壽命）。對壽命的度量一般以經歷的循環荷載的次數來表示。該理論認為，疲勞極限是客觀存在的，也就是說，當構件承受的循環荷載幅值小于該構件材料的疲勞極限時，該構件不可能因產生裂紋導致破壞，即從疲勞壽命角度考察其壽命是無限的。此外疲勞壽命不僅與循環載荷幅值和材料物理、化學特性有關，還與載荷的變化頻率有關，故疲勞壽命有高周疲勞與低周疲勞之分。
前述名義應力法、局部應力一應變法等均是研究始裂壽命。而剩余壽命的研究，則較復雜。目前是一個熱點問題，工程界尚未提出普遍接受的評估手段。
近年來，斷裂力學理論得到了長足的發展，但是它還很不完善，斷裂失效的機理還不是十分清楚，所以要應用該理論得出簡單而準確可靠的疲勞壽命預測計算式還有待時日。
F
可靠性設計方法
可靠性設計方法是應用可靠性理論和設計參數的統計數據，在給定的可靠性指標下，對零部件、設備或系統進行的設計。其目的是發現和確定產品存在的隱患和薄弱環節，通過預防和改進，提高產品的固有可靠性。
展開 4 結論
首先從有限元的角度對帶圓形孔的板的應力場及疲勞壽命進行了仿真，將仿真結果與疲勞實驗結果對比，驗證了該疲勞分析方法的正確性；其次用同樣的仿真方法對矩形孔板和六邊形孔板進行了應力場和疲勞壽命仿真，得出了3種不同孔口形狀的帶孔板的應力集中系數和疲勞壽命。
仿真結果表明：在其他條件相同的情況下，隨著孔的形狀逐漸的趨于圓，應力集中系數逐漸變小，疲勞壽命逐漸增大。
疲勞壽命的相關專題、標簽、搜索
疲勞壽命的最新內容
基于 Ansys Maxwell、Mechanical、Fluent、Icepak 等核心工具，講解電力設備全流程仿真解決方案，覆蓋關鍵場景：電磁仿真-開關產品 / 變壓器電磁場分析、繞組渦流損耗與磁路優化、絕緣電場分布與耐壓校核；結構仿真-設備殼體與鐵芯強度校核、振動模態與諧響應分析、長期運行疲勞壽命預測；流體與熱仿真-變壓器油流散熱優化、流場 - 溫度場耦合分析；2.
編輯
通過對車輛結構進行長期載荷循環的仿真，評估材料和結構的疲勞壽命，識別潛在的薄弱點，優化設計以延長車輛使用壽命并減少維護需求。
查看/下載HBK 2025用戶論文集，請點擊↓
電氣功率分析，應力應變測試與疲勞壽命分析......這些工業測試測量領域的核心痛點，在這本《HBK 2025 用戶論文集》中都能找到可直接落地的解決方案。
疲勞仿真就是在結構響應分析（特別是基于CFD模擬得到的載荷譜）基礎上，引入材料的疲勞性能數據（S-N曲線或斷裂力學模型），對關鍵部位進行疲勞壽命評估。
鑄鐵試驗平臺：應用場景非常明確，通常作為設備臺架，例如固定在測功機下進行發動機性能試驗，或承載工件進行振動、疲勞壽命測試-2-3。
4. 使用壽命與成本
壽命：在正常維護下，兩者壽命都很長。但“試驗平臺”長期承受重載和振動，精度失效風險相對更高，磨損后修復難度也大于普通劃線或焊接平臺-4。
分析流程
① 基于3D設計模型，構建機器人夾爪動力學模型；
② 輸入夾爪電機實際扭矩值，驗證與數學模型的相關性；
③ 建立對稱化有限元模型，開展MFBD分析以完成應力評估；
④ 基于MFBD分析得到的應力結果，進行耐久性分析；
⑤ 分析并修正缺口系數，校正異常的疲勞壽命預測結果。
無論是輪胎胎側的大變形分析，還是橡膠懸置的疲勞壽命預測，因為缺少這部分關鍵數據，許多設計往往被迫預留過多的余量以保證安全，或者在后期需要依賴更多實物樣品的反復測試來驗證。
這個問題，是制約許多高端橡膠部件實現仿真驅動設計、精準迭代的共性瓶頸。它首先是一個技術問題，但更深層地，是一個關于數據完備性和方法可靠性的基礎性問題。
過去，處理如此龐大的數據并完成精確的疲勞壽命計算是難以想象的。
Endurica所倡導的“基于斷裂力學的疲勞壽命預測”方法，其根基便源于此套嚴謹的熱力學與力學分析框架。E-rubber長期專注與橡膠及復合材料非線性力學與疲勞性能測試和表征，目標正是為了幫助客戶獲取這些關鍵的材料特性參數，將前沿的“設計指南”轉化為可輸入仿真軟件、可指導配方優化、可預測產品壽命的量化工程數據。
此外，長期高溫環境下的熱老化，也會導致材料性能的不可逆變化，顯著影響部件的疲勞壽命。
分析框架構建：
需要建立熱-力-環境多物理場耦合分析框架，建立考慮熱老化效應的材料模型，定義材料的自生熱屬性以及和老化作用相關的材料屬性。這需要同時跟蹤結構的瞬態溫度場，以及材料性能隨溫度和時間的變化規律，以準確評估熱效應對疲勞壽命的影響。
