多軸疲勞
關注創建者：lz1234 創建時間：2019-09-15
多軸疲勞的視頻教程
正弦掃頻+定頻+多軸+PSD新能源汽車電池包Hyperworks+Ncode國標振動疲勞仿真分析教程
此課程是對振動疲勞分析的總結，詳細介紹了新能源汽車電池包在GB31467.3及其修正部分中第三部分要求的PSD振動疲勞、正弦掃頻振動疲勞、多軸振動疲勞及定頻振動疲勞的仿真方法。其中GB要求的有PSD振動疲勞、正弦掃頻及多軸振動疲勞，定頻部分車企一般作為對標分析的一部分。通過課程讓大家了解各種振動疲勞仿真分析的方法以及各種方法的異同，同時給企業人員選擇振動標準時有個參考依據。
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多軸疲勞的實例教程
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 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 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。
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 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。
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疲勞失效是風電機組最主要的失效形式，在設計階段可根據仿真計算得到的模擬載荷譜，或現場測試得到的實際載荷譜，使用專用的多軸疲勞分析軟件，對各主要部件進行疲勞強度分析，保證設計的可靠性。</p><p class="ql-align-justify"> （2）螺栓連接分析。
它專注于基于現代多軸應力的疲勞方法，并且是市場上最專業的疲勞分析軟件之一。Fe-safe適用于熱機械疲勞和蠕變疲勞、橡膠材料以及針對焊接接頭的 Verity 結構應變方法。功能專為滿足要求最嚴苛的行業應用而開發，能夠提供準確、可靠的多軸疲勞分析，無論載荷和模型的復雜度如何。
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
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</p><p><strong>1、方案功能</strong></p><p>軟件具備疲勞分析所需要的基本功能：</p><ul><li>創建分析：選定分析類型，如通用疲勞分析、多軸疲勞分析等；</li><li>材料庫：輸入材料參數或通過材料庫進行導入；</li><li>FEA結果：讀入有限元分析結果，提取應力/應變歷程數據；</li><li>載荷譜定義：設置載荷譜數據，根據雨流計數法統計其有效循環數，作用于有限元結果
疲勞失效是風電機組最主要的失效形式，在設計階段可根據仿真計算得到的模擬載荷譜，或現場測試得到的實際載荷譜，使用專用的多軸疲勞分析軟件，對各主要部件進行疲勞強度分析，保證設計的可靠性。
（2）螺栓連接分析。螺栓連接是風電機組最主要的連接形式，如葉片與輪轂、主軸與輪轂、軸承座與主機架、各節塔架之間都是通過高強螺栓進行連接。必須對各螺栓連接的極限強度和疲勞強度進行校核，保證各連接的可靠性。
hypermesh六面體網格劃分技巧
https://www.yqgqt.org.cn/video/c13217
六折
基于hypermesh-ncode應力疲勞基礎教程
https://www.yqgqt.org.cn/video/c13853
六折
基于hypermesh-ncode多軸疲勞分析
MSC.Nastran 嵌入式疲勞支持功能如下：全壽命法（S-N方法）和初始裂紋法（或應變-壽命（ε-N）、點焊疲勞、縫焊疲勞、多軸疲勞，包含表面處理修正、線性損傷累積、安全因子計算等功能；支持在線性靜態分析（SOL 101)、模態瞬態方法(SOL 103、SOL 112）中直接計算疲勞損傷和疲勞壽命，從而提供疲勞分析的效率，減少分析實際。
因此，近年來基于數據驅動的機器學習疲勞壽命預測模型/方法引起了人們的廣泛關注[82]，比如Yang等[83]開發了結合臨界平面法和神經網絡的混合壽命預測模型，利用領域知識和機器學習在壽命預測中的作用，研究聚合物材料聚酰胺-6(PA6）的速率相關多軸疲勞壽命預測，預測結果基本在試驗結果的1.5倍誤差帶內。
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。
與傳統疲勞計算方法不同，Fe-safe能夠敏銳的計算出相同當量的載荷由于加載順序不同對結構疲勞壽命的影響，另外Fe-safe包含復雜的多軸疲勞算法精確計算出疲勞破壞最先發生的位置往往不是最大主應力所在位置。因此，Fe-safe提供了不同于傳統的疲勞分析方法的最新疲勞壽命計算解決方案。
