蠕變疲勞
關注創建者：斯姆勒數值仿真技術研究院 創建時間：2019-08-06
蠕變疲勞的視頻教程
NCODE軟件熱機疲勞及蠕變疲勞專題課程
本課程使用簡單的拉伸試件模型，對熱機疲勞和蠕變疲勞過程及計算注意事項進行了講解，使用簡單模型是為了簡單好理解，換成復雜模型流程都是一樣的，只是有限元計算部分設置復雜一些，疲勞軟件部分都是一樣的設置。最后幾個案例，是其他課程的熱機和蠕變部分的案例，相關知識點和前邊視頻有重復部分，視頻背景也有區別，放到這里，主要是為了補充一下熱機和蠕變疲勞的相關案例，請知悉并合理選擇課程。
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Ncode designlife 蠕變疲勞分析
6、Ncode自定義材料? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 7、疲勞分析（溫度載荷、混合載荷）? ? ? ? ? ? ? 8、工程實例講解—壓力容器、汽輪機轉子、波紋管蠕變疲勞? ? ? ? ??
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Ansys最佳工程師為您講解—Ansys Ncode DesignLife疲勞分析技術應用-QQ群：
為了更好的與關注疲勞耐久性相關的客戶進行溝通交流，我們將舉行ANSYS Ncode DesignLife高級疲勞分析技術的直播培訓，培訓內容不僅包含了常規的應力疲勞、應變疲勞；同時還會詳細介紹振動疲勞、熱-機疲勞、蠕變疲勞等高級內容。
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蠕變疲勞的實例教程
熱機蠕變疲勞創建
1、搭建nCode DesignLife求解分析模塊工程項目連接，考慮熱與結構分析結果引入，同時可以考慮其他相應的結構載荷，如圖2.1所示。
圖2.1
2、同時修訂DesignLife疲勞分析環境，如圖2.2所示。
圖2.2
3、對于SN或者EN求解引擎，需要配置“FEResultsImport?ResultsSet”細節設置“IncludeTemperatures”為True，熱機蠕變疲勞考慮溫度影響，如圖2.3所示。
圖2.3
4、對于同時考慮熱機蠕變疲勞以及應力或者應變疲勞分析的疲勞計算流程，需要基于SN或者EN疲勞引擎內部二次搭建蠕變疲勞求解引擎，同時允許對于應力或者應變、蠕變損傷分別監測，如圖2.1中DataValue Display Glyph。
5、如前所訴，在應力或者應變疲勞導航樹下需要添加熱機蠕變疲勞所對應的材料、載荷通道、求解引擎、計算處理輸出等子項并進行子項菜單配置。
展開 1、蠕變與疲勞概念
金屬的蠕變和疲勞是兩個概念，蠕變指的是金屬在高于金屬熔點的0.3倍的環境下工作時候，即使受力的大小不變，其應變也會持續增大，直到最后斷裂。
具體分為三個階段：
①初始蠕變或過渡蠕變，應變隨時間延續而增加，但增加的速度逐漸減慢；
②穩態蠕變或定常蠕變，應變隨時間延續而勻速增加，這個階段較長；
③加速蠕變，應變隨時間延續而加速增加,直達破裂點。應力越大，蠕變的總時間越短；應力越小，蠕變的總時間越長。但是每種材料都有一個最小應力值，應力低于該值時不論經歷多長時間也不破裂，或者說蠕變時間無限長，這個應力值稱為該材料的長期強度。
然而大家所說的疲勞這兩個字，指的則是熱應力（熱機）的疲勞，以及溫度在其中的影響。通常情況下，蠕變和熱機疲勞往往會同時發生。因此需要將兩種損傷模型（蠕變和熱機疲勞）放在一起進行計算。當然Ncode中以損傷線性累計的形式進行。如圖3和圖4所示的就是熱機疲勞需要的內容，熱應力以及多溫度的SN（EN）曲線。
2、蠕變計算理論與材料
我想大家已經知道了熱應力疲勞的相關計算理論，它和應力疲勞理論相差無幾。所以我重點強調一下熱蠕變的相關計算理論。
如圖所示的是Larson-Miller的蠕變模型，現在就這個模型進行講解。我們知道，蠕變極限時間是我們想要知道的一個變量，然而這個變量和應力水平和溫度是相關的，當然材料類型也一定是相關的，但是我們討論的時候都是針對某種特定的材料去討論的。在這個模型中，C是一個材料相關的常數，他一般在20左右。T是工作溫度，tr是極限蠕變時間。左邊的是P參數。大家一定要注意，按照常理來講，我們現在還差一個應力水平這個變量，那么P參數一定是一個和應力相關的量。
展開 對于航空發動機高溫部件渦輪盤來說，蠕變失效和疲勞失效是其兩種主要的失效模式：在循環工作條件下，蠕變損傷和疲勞損傷不斷累積，并且蠕變損傷和疲勞損傷存在交互作用。因此，蠕變一疲勞損傷分析就成為渦輪盤壽命預測的重要組成部分。此外，由于金屬材料在高溫和高應力下存在明顯的蠕變變形，從而造成渦輪盤存在應力松弛現象，是否考慮應力松弛效應的壽命預測可能導致相差幾倍甚至上百倍的差別
基于ansys渦輪盤蠕變及低周疲勞壽命可靠性分析方法.pdf
展開 1、熱機械疲勞分析背景
?很多構件長期在高溫條件下運轉。例如，航空發動機葉片的使用溫度高達1000℃，
?高溫對金屬材料的力學性能影響很大
?溫度和時間還影響金屬材料的斷裂形式
發電設備中的渦輪葉片
內燃機部件
2、蠕變
當溫度T >=( 0.3~0.5)Tm（Tm為熔點）時，金屬材料收到恒定載荷的持續作用，發生與時間相關的變形，稱為蠕變。
求fe-safe蠕變疲勞分析中文教程
蠕變疲勞的相關專題、標簽、搜索
蠕變疲勞的最新內容
基于UMAT的蠕變變形仿真16天前
為了解決這個問題，有學者提出改進的擬合模型：
模型中的各參數和溫度、應力進行關聯：
這個模型，不包含初始蠕變，更適合用來描述穩態和加速段的蠕變：
UMAT子程序
根據前面的介紹我們知道，蠕變兼具了疲勞和屈服的一些特點。同樣地，在編寫子程序的時候，也是在兩者基礎上更容易實現。
首先是應變的處理。
一期一會 | 什么是失效分析？6個月前
這里列舉了一些采用這種仿真方法的實際示例：
研究灌封化合物的理想溫度范圍
檢查電池內部的潛在性能退化機制
對PCBA的焊點結構進行仿真
模擬PCB敷形涂覆對器件可靠性影響
根據基本原子和分子尺度行為，研究蠕變、疲勞和擴散機制引起的失效
案例研究示例：焊點疲勞
PCBA中最常見的失效機制之一是由熱循環導致的焊點疲勞。
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案例研究示例：焊點疲勞
PCBA中最常見的失效機制之一是由熱循環導致的焊點疲勞。
而在焊球蠕變疲勞分析中，通過局部精細化建模和全局-局部結果映射技術，準確模擬了三次溫度循環的影響。
這些案例充分證明了 SimLab 作為電子行業仿真解決方案的完整性和可靠性，它不僅能提供專業的前處理工具和高效的多物理場求解能力，更能為工程驗證提供可靠的技術支持。
期待未來可以與各位就這些技術進行更深入的交流，謝謝！
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該方案能夠幫助客戶利用少量材料測試數據，精準預測更廣泛條件下的材料屬性（如靜力學性能、蠕變性能、疲勞性能等）。這確保了客戶能夠高效、準確地獲取用于仿真分析所需的高質量材料數據，同時顯著提升仿真結果的精度與可靠性。
</p><p><strong>先進的建模工具可以成功預測：</strong></p><p>? 纖維取向</p><p>? 纖維取向對材料力學行為的影響</p><p>? 零件性能：例如剛度、強度、碰撞、噪聲、振動和聲振粗糙度（NVH）、尺寸穩定性、蠕變、疲勞等</p><p>大多數拉伸試驗是在約0.001 s<sup>-1</sup>的應變率下進行的。
崗位職責：??
負責材料卡片相關方法開發及測試驗證，包括高速拉伸、疲勞、蠕變、霍普金森桿等實驗設計與執行；
基于力學/仿真背景，參與材料本構模型開發與參數標定；
協同團隊提升材料卡片交付能力，支持客戶工程化需求。
??
是用來做那種對電源設備外殼結構強度有要求的項目；
ABAQUS：
達索公司開發的非線性有限元分析軟件，特別擅長處理復雜的工程問題，像材料的塑性、蠕變、疲勞這些。要是做那種對材料力學性能要求高，結構又復雜的項目，我沒用過，但是結構的同事優先推薦。
以上就是我給大家分享的常用電源設計過程中我認為會常用的幾款仿真軟件。
有限元數值法以計算機為平臺利用計算機的計算能力和強大的建模能力可以解決工程中復雜的幾何條件和邊界條件下的實際問題而且有限元法不僅局限于線彈性問題在研究彈塑性斷裂力學、疲勞和蠕變裂紋擴展速率等問題方面也同樣適用已經成為獲得應力強度因子的主要途徑。
