多軸疲勞分析的案例
基于hyperworks/ncode平板多軸振動疲勞壽命分析 ￥15
多軸振動疲勞分析：本案例在x、y、z三個方向對激勵點施加振動，進而分析研究對象在多軸載荷作用下振動疲勞特性。首先在hyperworks中的optistruct模塊中對激勵點進行x、y、z三個方向的頻率響應分析得到的h3d結果文件，接著將其導入到ncode軟件中完成多軸振動疲勞壽命分析。
兩種Ncode多軸隨機振動疲勞分析流程建立
產品結構在隨機載荷下的疲勞壽命評估，一直是工程上關心的重點，通常是對垂向、橫向及縱向三個方向進行檢測試驗，本文主要介紹如何在Ncode中建立兩種多軸隨機振動疲勞分析流程。
1、本次示例是根據標準IEC61373-2010設置隨機振動疲勞功率譜密度，檢驗某一設備長壽命情況。
2、通過有限元計算得到Ncode所識別的輸入文件，如Hypermesh的計算文件需是.op2格式（本文使用的格式），ABAQUS的計算文件是.odb。
3、第一種設置的完整多軸隨機振動疲勞分析需要至少四個模塊：FEinput、VibrationAnalysis、MultiColumn及FEOutput（個人操作習慣，在Ncode里查看結果不是很方便，導出到HyperView中查看結果）。
這里著重介紹
VibrationAnalysis
中如何設置多通道。
① 右擊VibrationAnalysis模塊選擇Advanced Edit.選擇面板中的Loading，此時僅有一個VibrationLoad。
② 將Loading Type中的Vibration換成Duty Cycle，在下方窗口中右擊LoadProviderDutyCycle增加3個Vibration Load Provide。
③ 右擊左邊導航欄的LoadProviderDutyCycle增加列表通道，這是為外部導入的列表拓展接口，其余兩個相同操作。
展開 基于Abaqus和Fe-Safe凹口軸件的多軸疲勞分析 ￥12
本文為一凹口軸件的多軸疲勞分析，采用對延性金屬材料比較適用的 BrownMiller 疲勞算法 進行壽命計算。
1 問題描述
一凹口軸件（如下圖所示），左端固定，承受的載荷可視為 2 個工況：
工況 1：等效的 1000 牛*米的彎矩
工況 2：1000 牛*米的扭矩
2 分析過程
2.1 有限元計算
利用 Abaqus對模型進行線彈性有限元分析，計算為 2個靜力學分析步，分別對應前述 2 個工況。
具體計算文件參看：notched_shaft_elas.inp。
2.2 疲勞計算
經 Abaqus 計算，得到結果文件 notched_shaft_elas.odb。
step1 彎曲載荷結果
step2 扭轉載荷結果
2.2.1 打開有限元分析結果
從主菜單選擇 File-Clear Data and Settings…，清除之前項目的設置和數據；
從主菜單選擇 File-FEA Solutions-Open Finite Element Model...，選中前面 Abaqus計算的結果文件notched_shaft_elas.odb，在彈出的 Pre-Scan File 對話框里，點擊 Yes 確定預覽結果文件。 在接著彈出的 Select Datasets to Read 對話框里，在 Quick select 區域下，勾選 Stresses和 Last increment only，然后點擊 Apply to Dataset List 按鈕，確認每個 step 的最后一個增量步被選中：
點擊 OK 按鈕，讀入模型。
展開 基于ANSYS workbench和designlife的多軸疲勞分析
今天為大家帶來一篇長文，探討的主題是用有限元軟件workbench和designlife分析工程實際中的疲勞問題。疲勞問題也屬于耐久性問題，是本人的主要研究方向。理論背景不作過多介紹，現給出幾個主要名詞解釋：
Designlife：ncode公司的一款CAE疲勞分析軟件，繼承了FE-Fatigue的特點。
金屬疲勞：是指材料、零構件在循環應力或循環應變作用下，在一處或幾處逐漸產生局部永久性累積損傷，經一定循環次數后產生裂紋或突然發生完全斷裂的過程。
靜水應力：在彈塑性力學中，常假設靜水壓力作用下，應變與應力服從彈性規律，并且不影響屈服（在特定的屈服準則下 ）。于是很自然地將應力分量分成兩部分，一部分是平均正應力，或稱靜水壓力，另一部分稱為偏量應力張量。
多軸疲勞：多軸疲勞是指多向應力或應變作用下的疲勞，也稱為復合疲勞。
Dang Van準則：基于宏觀和微觀尺度之間的一種多軸疲勞準則。考慮靜水應力和剪切應力幅的線性組合。公式使用剪切應力和靜水壓應力，以及一個安定狀態，來計算等效應力并與一個閾值相比較。
1問題描述
在實際條件中，許多關鍵位置的結構承受多軸載荷。即關鍵位置的應力狀態有著多于一個的明顯主應力，和/或主應力方向隨著時間改變。使用ncode designlife軟件可以用來進行主應力狀態和多軸條件下的有限壽命疲勞計算（以后發帖介紹）。然而，有些組件，如發動機部件如連接桿和曲軸連桿，人們希望它們在壽命周期內經歷很高數量的載荷循環。設計這些部件的有限疲勞壽命是不現實的，更常用的方法是使用安全因子方法，這樣關鍵載荷循環可以和疲勞或耐久極限準則進行比較。簡單的單軸安全因子方法對許多情形都適用，但是當載荷是多軸，尤其是不成比例的時候，我們需要一種更復雜的方法，如Dang Van模型。
展開 
多軸隨機載荷下支撐構件疲勞壽命評估
隨著國際標準在企業的大量采用，隨機振動疲勞試驗在振動試驗中比例越來越高。借助隨機振動疲勞仿真分析技術，在產品設計階段就可預測產品壽命，并根據壽命分布云圖直觀判斷疲勞壽命大小及薄弱位置，快速判斷設計方案的優劣，避免反復多次的試驗，縮短產品開發周期。本文將以某支撐構件受隨機振動載荷作用下疲勞壽命評估為例，介紹多軸隨機振動載荷下疲勞分析方法和流程。
2022年5月24日-26日，安世亞太大咖慧推出電子行業疲勞壽命專題線上培訓，專題講座包含：隨機振動載荷下支撐構件疲勞壽命評估、PCB電路板中的焊點可靠性分析、PCB電路板疲勞壽命分析內容，不容錯過。
報名方式
分析流程
利用ANSYS Mechanical計算出各方向激勵下應力頻響函數，然后將應力頻響函數和載荷的PSD曲線導入ANSYS Ncode軟件，定義材料的SN疲勞性能曲線，應用其振動疲勞分析求解器計算出結構應力響應的PSD，進而完成應力循環計數并計算損傷值。整個流程可以在ANSYS Workbench平臺中完成，其流程圖如下：
圖片圖1多軸隨機振動疲勞分析流程圖
頻響分析
頻響分析分析時通常施加某方向的單位加速度激勵，得到單位載荷激勵下模型各階頻率上的應力分布。在計算應力頻響函數時，所分析的頻率范圍要覆蓋PSD曲線的頻率范圍，一般取載荷PSD最大頻率范圍的1.5倍。載荷單位一定要與PSD曲線統一。對于多軸激勵，則進行多方向的頻響分析，得到模型各方向的傳遞函數。
展開 案例分享：立式容器結構耳式支座的多軸疲勞分析
這些因素可能導致支座的微小裂紋和材料疲勞，進一步可能導致支座的失效和容器的傾斜或坍塌。因此，耳式支座及容器的抗疲勞性能是設計和運行過程中必須密切關注的重點問題之一。
為了深入了解耳式支座及立式容器的抗疲勞性能，我們的疲勞分析軟件采取了以下步驟：
1、載荷和應力分析：模擬立式容器在常見工況下的載荷和應力分布，特別是針對耳式支座的分析。
2、材料和結構評估：通過分析支座的材料特性和結構設計，識別可能的弱點和疲勞故障源。
3、疲勞壽命預測：結合多軸疲勞模型，預測耳式支座的疲勞壽命和可能的失效模式。
立式容器疲勞壽命云圖
了解更多疲勞分析方案：
http://jsform2.com/web/formview/66390a7575a03c2416365f4f
展開 基于ncode的多軸振動疲勞仿真分析 ￥7.5
1 引言
在實際的振動疲勞測試過程中，一般要求對Z向、Y向和X向依次進行加載，本文主要介紹了如何運用hypemesh+ncode軟件實現上述過程的模擬。
2.模型介紹
有限元模型如下圖所示，材料為6061T6，屈服強度為240MPa，抗拉強度290MPa。
在Hypemesh中建立有限元模型，如下圖所示，在左端圓孔處采用剛性單元Rbe2進行連接，并施加固定約束，運用optistruct求解器對模型進行Z向、Y向和X向頻響分析，并輸出.OP2格式的結果文件。
搭建ncode仿真流程如圖所示：
仿真結果如圖所示，最大損傷位于固定孔處。
『轉貼』nSoft疲勞分析理論與應用實例指導教程（附光盤）
目錄
前言
第1章 緒論
1.1 疲勞的基本概念
1.2 疲勞設計方法
1.3 疲勞分析的基本步驟
第2章 nSft疲勞分析軟件介紹
2.1 nSft軟件簡介
2.2 系統模塊介紹
2.3 nSoft軟件的安裝
2.4 nSoft軟件的使用
第3章 疲勞載荷譜的統計處理
3.1 疲勞載荷譜的統計處理理論基礎
3.2 數據的導入與顯示實例
3.3 異常峰值的檢查與剔除實例
3.4 數字濾波去除電壓干擾信號實例
3.5 疲勞載荷數據交互式編輯實例
3.6 疲勞截荷計數處理實例
3.7 疲勞載荷譜按里程外推實例
3.8 疲勞載荷譜按分位點外推實例
3.9 疲勞載荷譜的疊加實例
第4章 應力疲勞分析
4.1 應力疲勞分析理論
4.2 載荷譜塊的創建與疲勞壽命計算實例
4.3 冷卻風扇葉片應力疲勞分析實例
4.4 基于有限元的支架應力疲勞分析實例
4.5 高溫下活塞的應力疲勞分析實例
第5章 應變疲勞分析
5.1 應變疲勞理論
5.2 冷卻風扇的應變疲勞分析實例
5.3 支架有限元應變疲勞分析實例
5.4 多載荷應變疲勞分析實例
第6章 多軸疲勞分析
6.1 多軸疲勞理論基礎
6.2 多軸疲勞評價實例
6.3 階梯軸的多軸應變疲勞分析實例
6.4 多軸應力疲勞下的安全系數分析實例
6.5 多工況多軸應力疲勞分析實例
第7章 焊接疲勞分析
7.1 焊接疲勞理論基礎
7.2 焊點疲勞分析實例
7.3 焊縫疲勞分析實例
第8章 振動疲勞理論
8.1 振動疲勞理論基礎
8.2 振動疲勞分析實例
展開 《MSC.Fatigue疲勞分析應用與實例》
第5章 全壽命分析實例
5.1 全壽命（S-N）分析介紹
5.2 帶缺口平板疲勞壽命（S-N）分析
5.2.1 問題描述
5.2.2 分析模型
5.2.3 設置疲勞分析
5.2.4 運行疲勞分析
5.2.5 查看分析結果
5.2.6 分析總結
5.3 支架疲勞壽命（S-N）分析
5.3.1 問題描述
5.3.2 分析模型
5.3.3 設置疲勞分析
5.3.4 運行疲勞分析
5.3.5 查看分析結果
5.3.6 分析總結
5.4 焊接部件疲勞壽命（S-N）分析
5.4.1 問題描述
5.4.2 分析模型
5.4.3 設置疲勞分析
5.4.4 運行疲勞分析
5.4.5 查看分析結果
5.4.6 分析總結
第6章 應變疲勞（э-N）分析
6.1 應變疲勞介紹
6.2 三腳支架結構應變疲勞分析
6.2.1 問題描述
6.2.2 分析模型
6.2.3 設置疲勞分析
6.2.4 運行疲勞分析
6.2.5 查看分析結果
6.2.6 分析總結
6.3 注塑模具殘余應力分析
6.3.1 問題描述
6.3.2 有限元模型
6.3.3 設置第一次疲勞分析
6.3.4 設置第二次疲勞分析
6.3.5 研究平均應力的影響
6.3.6 研究表面加工/熱處理的影響
6.3.7 分析總結
第7章 多軸疲勞分析實例
7.1 階梯軸多軸疲勞分析
7.1.1 問題描述
7.1.2 有限元模型
7.1.3 兩種載荷分別作用的全壽命疲勞分析
7.1.4 多軸載荷疲勞分析
7.2 轉向節的多軸疲勞分析
7.2.1 問題描述
7.2.2 分析模型
7.2.3 設置疲勞分析
7.2.4 運行疲勞分析
7.2.5 快速簡化分析
7.2.6 查看分析結果
7.2.7 結果評價
7.2.8 總結
第8章 裂紋擴展壽命分析實例
第9章 焊接疲勞分析實例
9.1 部分車身結構的點焊疲勞分析
9.1.1 問題描述
9.1.2 分析模型
展開 從多軸疲勞求解器中看出來的
ncode軟件現在應該可以算是主流的疲勞分析軟件了，它對載荷譜的處理手段很多，也很便捷。疲勞求解器也很全面，包括sn en spot seam等等求解器。 多軸疲勞雖然用的少，但是這個求解器的設置可以給我們一定的啟發。最明顯的就是多個run的流程，大大降低了計算量。這在整車級別的疲勞分析時特別有用。通過run1將損傷較大的位置識別出來，保存為一個set，然后用run2進行詳細的計算。 保存方式很多，可以提取大于一個值的所有位置，或者按比例從高到低識別，也可以指定保存多少個位置。
展開 GL規范中的多軸疲勞
對規范中的這句一直不理解：Relationship of various terms in the field of multi-axialities according to Liu/Zenner
主要是不理解要根據Liu/Zenner 的什么理論。規范中的此章節見附件
GL.pdf
ANSYS workbench彎軸疲勞分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習彎軸的三維模型處理
2、學習靜結構分析步的建立
3、學習彎軸疲勞分析的載荷施加
4、學習疲勞分析的設置
5、學習平均應力修正的設置
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 彎軸疲勞分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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2 單軸應變壽命疲勞分析（第一部分）
2.單軸應變壽命疲勞分析
2.1 簡介
在第一章中展示了：疲勞裂紋通常是由孔和圓角等幾何形狀引起的應力集中造成的。局部應力應變疲勞分析假定，小裂紋萌生前的壽命由應力集中部位小體積材料中產生的應力和應變序列決定。因此，如果在相同材料的光滑試樣上再現相同的應力
-
應變序列，將獲得相同的疲勞壽命。
盡管許多工程部件的設計使其在正常工作載荷下的應力和應變低于彈性極限，但在局部應力集中時可能發生屈服，如果疲勞裂紋要萌生，情況必然是如此的。應變壽命分析的應用要求描述材料對循環彈塑性應變的響應，以及這些應變與疲勞壽命之間的關系。本章描述了應變-壽命方程，說明了如何從局部應變序列計算疲勞壽命，并說明了如何使用應力集中系數計算含缺口部件的疲勞壽命。這種疲勞分析方法被稱為局部應變壽命、局部應力應變或危險位置分析。
局部應變壽命法對于實際的疲勞研究很有吸引力，在疲勞研究中，可以使用應變計測量應變。有限元模型也給出了模型中每個位置的局部應力和應變，因此局部應變壽命法非常適合于使用有限元模型進行疲勞設計。
關鍵位置的應力和應變稱為局部應力（σ）和局部應變（ε）。遠離缺口且不受其影響的應力和應變為名義應力（S）和名義應變（e）。
圖2.1基于真實局部應力應變再現的疲勞壽命
2.2 真實應力和應變
當圓柱形試樣受到拉伸時，其長度增加，直徑減小。
圖2.2工程和真實應力應變
工程應力是施加的荷載除以原始橫截面積。
展開 單邊驅動式搖擺篩偏心軸的應力與疲勞分析
圖8 偏心軸的有限元模型
網格劃分后，根據實際情況對偏心軸施加軸承力、轉矩和約束，計算得到偏心軸在轉動周期內承載最大時的應力分布結果，如圖9所示。
圖9 偏心軸的應力分布云圖
由有限元分析結果可知，偏心軸上的危險部位出現在中間軸承座支撐處，最大應力值為35.099MPa，與解析法所得結果基本一致。
5偏心軸的疲勞壽命分析
疲勞是指在某點或某些點承受交變應力, 在足夠多的循環作用之后形成裂紋或完全斷裂的材料中所發生的局部的、永久結構變化的發展過程[11]。偏心軸在工作時受到交變載荷作用, 不可避免地會發生疲勞破壞, 而進行疲勞壽命分析可以有效地預防事故的發生。
常用的疲勞壽命分析方法有名義應力法、局部應力應變法和裂紋擴展壽命法[12-13]。根據不同的疲勞破壞形式，可以選擇不同的疲勞分析方法。本文主要運用局部應力應變法對偏心軸進行疲勞壽命分析。
目前, 局部應力應變法中常見的損傷公式有3種：(1)蘭德格拉夫損傷公式；(2)道林損傷公式；(3)史密斯損傷公式。但應用較多的是蘭德格拉夫損傷公式[14]。
R.W.蘭德格拉夫認為:損傷的大小由塑性應變幅Δεp與彈性應變幅Δεe的值來控制[14]。應變循環造成的損傷公式為:
計入平均應力的影響,修正后的損傷公式為 :
式中:K′為循環強度系數；n′為應變硬化指數；εf′為疲勞延性系數；σf′為疲勞強度系數；b為疲勞強度指數；c為疲勞延性指數；E為彈性模量；σm為平均應力。
根據機械設計手冊查得[15]：
45號鋼的低周疲勞性能參數K′=1153MPa、n′=0.179、b=?0.123、c=?0.526、εf′=0.465、σf′=1115MPa。
許用應力疲勞值σ-1=285.1MPa
將最大應力σd=35.099MPa和各參數值代入（9）式中，經過計算得到N′=0.98年。
展開 FE-SAFE使用Abaqus的fil文件進行疲勞運算（一）
FE-SAFE使用Abaqus的fil文件進行疲勞運算（一）
FE-SAFE是一款高級疲勞耐久性分析和信號處理的軟件，它是多軸疲勞分析解決方案的領導者，算法先進，功能全面細致，是世界公認精度最高的疲勞分析軟件之一。
本文將通過一個實例（Tutorial 105），介紹使用Abaqus的fil文件進行疲勞運算的過程。
準備階段：啟動fe-safe之后，首先需要設置工作目錄。同時，我們需要對上次所留下的數據進行清理，點擊Tools>>Clear Data and Settings…，選中所有的選項，點擊OK，數據清理完成。。。。。。
接下來的步驟附件中會有詳細說明，大家可以先看看，相互交流，相互學習，有什么好資料好想法希望大家都可以拿出來分享下!
FE-SAFE使用Abaqus的fil文件進行疲勞運算.pdf
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