ANSYSncode的案例
ANSYS Mechanical聯合ANSYS nCode DesignLife 在實體焊縫疲勞分析
引言：ANSYS nCode DesigenLife具有強大的焊縫疲勞分析能力，由于分析過程的復雜性， ANSYS Workbench工作平臺預定義7類nCode DesignLife疲勞分析模塊并不包括對于焊縫疲勞的相關分析，需要間接完成。
ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析能夠對薄壁結構進行，同時也能夠基于非薄壁結構進行實體焊縫疲勞模擬，如圖1所示。
實體焊縫疲勞分析，基于結構應力法，對于實體網格建立的焊縫分析具有相當的普適性，相對于熱點應力法，無需對網格進行強制控制。
限于篇幅，本文僅對實體焊縫疲勞分析一般流程進行概述。
① 基于“DesignLife theory”對實體焊縫疲勞分析方法進行概述；
② 基于ANSYS Mechanical創建有限元求解；
③ 基于nCode Weldline創建實體焊縫信息；
④ 基于ANSYS nCode DesignLife進行實體焊縫疲勞求解引擎求解。
圖1
一、實體焊縫模型創建準則
1、ANSYS nCode DesignLife實體焊縫分析方法
ANSYS nCode DesignLife實體焊縫分析理論中對于實體焊縫評估采用結構應力法，與熱點應力法（距離焊趾表面一定距離的兩點或三點，進行線性或二次插值計算來確定焊趾處的熱點應力值，如圖2所示）相比較，結構應力法對于網格無需特殊考慮，對網格敏感程度相對較低。
圖二
結構應力法滿足平衡條件并可以采用結構力學的方法進行計算，結構應力是膜應力和彎曲應力之和。結構應力法需要用戶自定義“Stress Classification Lines (SCL)”應力等級線去確定膜應力和彎曲應力。
展開 ANSYS Mechanical聯合ANSYS nCode DesignLife 在實體焊縫疲勞分析
作者 | 付穌昇 安世中德結構仿真咨詢專家
首發 | 仿真秀（ID:fangzhenxiu2018）
引言：ANSYS nCode DesigenLife具有強大的焊縫疲勞分析能力，由于分析過程的復雜性， ANSYS Workbench工作平臺預定義7類nCode DesignLife疲勞分析模塊并不包括對于焊縫疲勞的相關分析，需要間接完成。
ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析能夠對薄壁結構進行，同時也能夠基于非薄壁結構進行實體焊縫疲勞模擬，如圖1所示。
實體焊縫疲勞分析，基于結構應力法，對于實體網格建立的焊縫分析具有相當的普適性，相對于熱點應力法，無需對網格進行強制控制。
限于篇幅，本文僅對實體焊縫疲勞分析一般流程進行概述。
① 基于“DesignLife theory”對實體焊縫疲勞分析方法進行概述；
② 基于ANSYS Mechanical創建有限元求解；
③ 基于nCode Weldline創建實體焊縫信息；
④ 基于ANSYS nCode DesignLife進行實體焊縫疲勞求解引擎求解。
圖1
一、實體焊縫模型創建準則
1、ANSYS nCode DesignLife實體焊縫分析方法
ANSYS nCode DesignLife實體焊縫分析理論中對于實體焊縫評估采用結構應力法，與熱點應力法（距離焊趾表面一定距離的兩點或三點，進行線性或二次插值計算來確定焊趾處的熱點應力值，如圖2所示）相比較，結構應力法對于網格無需特殊考慮，對網格敏感程度相對較低。
展開 從四個角度全面了解ANSYS nCode DesignLife高級疲勞壽命分析軟件
ANSYS nCode DesignLife就是這樣一款軟件。
產品介紹
ANSYS nCode DesignLife是集成在ANSYS Workbench 平臺上的高級疲勞分析模塊，為客戶提供先進的疲勞分析解決方案。
ANSYS nCode DesignLife由ANSYS公司與專注疲勞分析領域的HBM公司合作推出。HBM的ncode是疲勞領域最優秀的軟件之一，已有超過25年的歷史。ANSYS nCode DesignLife主要模塊有：
功能特色
1、完全集成于ANSYS WorkBench平臺
以流程圖形式建立分析任務；無縫讀取ANSYS計算結果；與ANSYS共享材料數據庫；在WorkBench平臺上統一進行參數管理，可用DesignXplore軟件進行優化。
2.Click & Drag操作方式，易學易用
以“Drag”建立疲勞分析流程；以“Click”完成相關設置；疲勞分析流程可重復執行。
3.先進的疲勞分析技術
高周疲勞的應力壽命（SN）計算；低周和高周疲勞的應變壽命（EN）計算；裂紋擴展；復雜加載條件下預測耐久極限、安全因子；焊點、焊縫的焊接疲勞計算；高級振動疲勞分析計算（PSD）；在多軸應力狀態評估的基礎上，自動選擇計算方法。
4.構建任意復雜的載荷譜
時間序列；恒幅載荷；時間步載荷；溫度載荷；Hybrid載荷；振動載荷；Duty Cycle。
5.強大的疲勞結果輸出功能
云圖、標記顯示；輸出自動鑒別疲勞關鍵區域和熱點；疲勞分析結果表格輸出；組件結果輸出；輸出指定位置的應力、應變歷程；Studio Glyph自動報告生成。
展開 干貨 | ANSYS nCode疲勞分析基礎理論和實踐
ANSYS官方將特別推出一系列ANSYS網絡研討會，不僅包含ANSYS 2019 R3 新版本功能介紹，同時也包括最新的行業熱點解決方案，ANSYS將與各位深入探討行業熱點趨勢，諸如無人駕駛、PCB結構可靠性、天線設計、數字孿生等等。
報名本系列課程，聯系微信客服jishulink555，可免費贏取ANSYS官方定制真空保溫杯、小夜燈、餐具套裝、手機支架、話費等精美紀念品！此外，在此系列網絡研討會結束后，ANSYS將官方抽取1名幸運者，TA將獲得華為最新發布的Mate 30 1臺（報名多場幾率疊加）！
本期研討會：《ANSYS nCode疲勞分析基礎理論和實踐》將于12月17日 20:00-21:00舉辦，掃碼可直接報名。
直播主題
ANSYS nCode疲勞分析基礎理論和實踐
日期/時間
2019年12月17日
20:00 – 21:00
課程受眾
汽車、航空、核能、電子等行業設計工程師
ANSYS Mechanical的現有客戶
所有其他有限元分析軟件的使用者
講師簡介
郭臻
ANSYS高級應用工程師，長期從事ANSYS結構分析軟件的技術支持工作。本科畢業于北京航空航天大學飛行器設計與工程專業，碩士畢業于清華大學固體力學專業。
展開 
ANSYS官方 nCode疲勞分析基礎理論和實踐，報名贏華為MATE30
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直播主題
ANSYS nCode疲勞分析基礎理論和實踐
日期/時間
2019年12月17日
20:00 – 21:00
課程受眾
汽車、航空、核能、電子等行業設計工程師
ANSYS Mechanical的現有客戶
所有其他有限元分析軟件的使用者
講師簡介
郭臻
ANSYS高級應用工程師，長期從事ANSYS結構分析軟件的技術支持工作。
展開 角焊縫（殼體）疲勞在ANSYS nCode DesigenLife的創建與計算原則淺述
ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析最初用于汽車行業薄板結構(1-3 mm) 的焊接分析模擬，采用薄殼搭建有限元模型，相關工業應用也都針對于此類結構進行。ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析采用結構應力法進行計算，具有好的網格不敏感性，目前該方法也適用于以實體建模的焊縫疲勞分析。
限于篇幅本文僅針對角焊縫（殼體）焊縫單元創建和計算的準則基于ANSYS nCode Theory手冊進行編寫，關于搭接焊縫、激光焊等請參考相關文獻資料。
兩名筆者水平極為有限，錯誤必然較多，另原稿成稿較早且截取原稿部分并非完整，某種程度未能緊跟相關技術發展，因此嚴禁直接應用于企業項目的產品分析以免造成重大事故和傷害。另外本文建立的焊縫有限元模型不能作為評估焊縫極限強度的方法進行使用。
一、殼體焊縫有限元建模通用原則
不同類型的焊縫形式具有不同的分析方式，需要根據焊縫種類進行分組，每一個有限元輸入分組應對應疲勞引擎中對應的有限元焊縫類型，并設置一個合理的參數數值。
對于以薄殼單元建立焊縫有限元建模具有一定的通用準則：
① 網格應以4節點四邊形單元為主，表達金屬薄板的中面。
② 以單排或雙排殼單元進行焊縫建模表達。
③ 焊縫網格規整，尺寸以5mm為最好，規避三角形網格出現。
④ 疲勞分析焊縫單元需設置特殊焊接屬性。
⑤ 焊縫單元法向保證設置法向朝外。
⑥ 毗鄰焊縫的單元的非平均化節點應力被提取作為焊趾和焊根疲勞計算評估使用，該應力也可以是平均化的或在單元邊長的中點處進行計算，通過在“ANSYS Group Properties”中設置“WeldLocation = MidElementEdge”進行考慮。
展開 干貨 | ANSYS Ncode焊縫疲勞壽命評估方法簡介
ANSYS Ncode Designlife求解器中的焊縫疲勞壽命分析方法起源于沃爾沃汽車公司和查爾姆斯理工大學，該算法采用的是非常通用的應力基疲勞壽命評估方法，特別適合于汽車零部件中1-3 mm厚度的薄鋼板件，對于更厚的實體結構建模部件，也支持基于ASME鍋爐與壓力容器的規范的疲勞壽命計算。
這種方法基本上與標準的S-N方法相似，只是需要進行一些特殊的考慮去處理焊縫，詳細特點如下：
1. ANSYS Ncode Designlife起源于薄板焊縫結構；
2. 算法根據有限元求解數據的網格點力去計算焊趾的結構應力，相對標準的應力推倒方式，該算法對網格剖分狀況不那么敏感。結構應力推導過程在SAE 982311中有詳細描述。為在Ncode中使用網格力方式，網格力數據必須被包含在有限元結構仿真結果數據中，并且設置Ncode軟件ANSYS Group properties中Entity Data Type為Force Moment選項。
3. 可選的，節點位移和轉動數據也可以用于確定焊縫周圍單元的應力值，使用該方式，節點力和位移數據必須包含在有限元結構文件中，并且設置Ncode軟件ANSYS Group properties中Entity Data Type為Displacement選項。
4. 網格剖分方面，對于薄板件殼模型，焊縫周圍的區域盡可能劃分為5 mm大小的規整網格，盡可能避免使用三角形網格。
5. 若采用了以上應力或位移推導應力方式，Ncode軟件將基于焊縫周邊單元數據，推導焊趾和焊根單元非平均的節點應力值用于疲勞壽命評估。焊喉部位采用焊喉單元中心應力值評估疲勞壽命。
展開 ANSYS nCode DesignLife等幅應力、應變壽命疲勞分析完整教程 ￥10
等幅應力壽命疲勞分析目標和步驟
? 目標:
?使用ANSYS Mechanical和ANSYS nCode DesignLife
解決等幅應力-壽命疲勞分析
? 步驟
?找到算例包并解壓
?定義Engineering Data中Ncode材料
?修改Mechanical 中模型
?Mechanical 求解分析
?獲取ANSYS nCode DesignLife 系統
?求解
?后處理獲取疲勞結果
應變壽命疲勞分析理論分析基礎及DesignLife關鍵設置
Strain-Life (EN) 應變疲勞分析理論基礎
? 討論循環應力-應變曲線和應變-壽命關系的關系
? 討論平均應力的影響
基于應力疲勞壽命評估之多軸評估方法
目標和步驟
? 目標:
? 檢查多軸評估方法及影響應力壽命計算的其它因素
? 步驟
? 利用restore archive解壓縮
? Mechanical求解
? nCode SN Constant Amplitudesystem 和Mechanical 的model模塊建立連接
? 打開DesignLife
? 修改load mapping
? 求解
? 查看多軸評估
? 修改多軸評估
? 求解
? 查看結果
其他方法求解:
? 研究其他應力組合方法（ stress Combination Methods ）
?調查非平均SN數據的使用（ Certainty of survival ）
?研究應力梯度效應
?安全系數計算
等幅SN疲勞壽命分析之平均應力影響
目標/步驟
? 目標:
? 檢查平均應力對疲勞壽命評估影響
? 步驟
? restore archive
? solve Mechanical model
?
展開 無懼高溫——Ansys nCode DesignLife進行熱-機疲勞分析詳解
介紹在Ansys Workbench平臺下，采用Ansys Mechanical & Ansys nCode DesignLife開展結構熱-機疲勞的基本原理、方法、流程以及注意事項，并附贈相關案例DEMO。
7/27 Ansys nCode DesignLife 振動疲勞分析
本次直播介紹振動疲勞分析相關理論基礎以及Ansys nCode DesignLife中開展振動疲勞分析的方法、流程及Demo。
ANSYS nCode DesignLife Workbench DesignLife疲勞分析系列教 ￥2
ANSYS-nCode-DesignLife-CAE疲勞仿真.pptx
多軸隨機載荷下支撐構件疲勞壽命評估
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。
圖2 支架三個方向諧響應分析
圖3 應力響應曲線
多軸隨機振動載荷譜輸入
隨機振動載荷常用PSD功率譜密度來表達，針對不同的振動環境可以參考相應的標準查取。載荷譜的輸入在ANSYSNCODE來完成，通過ANSYS NCODE 振動載荷生成器產生相應的PSD譜，將PSD譜導入到載荷譜編輯器中同各方向諧響應傳遞函數相關聯。
1、多軸隨機載荷順序發生
通常在多軸隨機載荷應用于模擬振動試驗臺架時，每次施加一個方向的激勵，各方向激勵載荷需要依次施加。為了模擬這種試驗環境，需要利用ANSYS NCODE載荷譜類型Duty Cycle來定義相應的載荷譜。
展開 預測性能，耐久可靠 | 《ANSYS結構剛度及疲勞仿真解決方案》現已開放領取
1 結構強度剛度及疲勞仿真技術發展需求
2 Ansys結構強度剛度及疲勞仿真模塊功能介紹
· CAE前后處理、幾何訪問、幾何造型、有限元建模、分析集成及可視化
· 網格劃分
· 載荷及邊界條件施加
· 結果顯示及處理
· 結構力學求解器功能
· 非線性分析功能
· 復合材料結構分析功能
· 耦合場分析功能
· 多目標優化分析
· 疲勞分析
· 顯式動力學分析
· 多體水動力學模塊
3 Ansys nCode DesignLife 疲勞解決方案
· 疲勞仿真的重要性
· Ansys nCode DesignLife疲勞壽命仿真流程
· Ansys nCode DesignLife疲勞仿真功能
· Ansys nCode DesignLife優勢與價值
· Ansys nCode DesignLife常見應用案例
· 焊縫疲勞分析
· 高溫疲勞
· 熱和力疲勞
· 多軸應力/應變疲勞
· 振動疲勞
· 復合材料疲勞
4 Ansys電池振動疲勞仿真案例
· 新能源動力電池包PSD隨機振動疲勞壽命計算
· 動力電池包振動疲勞分析及改進
二、本期資料如何獲取？
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展開 基于ANSYS及nCode的彈簧動力學及疲勞壽命仿真分析 ￥249
本案例基于螺旋彈簧的CAD模型，利用ANSYS及nCode軟件，對螺旋彈簧的進行瞬態動力學分析及疲勞壽命仿真，對于相關從業者及其他行業類似問題具有一定的幫助及指導意義。
仿真過程：
CAD及CAE模型準備
2. 設置邊界條件及瞬態動力學分析
3. 疲勞壽命設置及計算
ANSYS nCode DesignLife(Standalone)基本功能布局
nCode DesignLife(Standalone)
基本功能布局
ANSYS nCode DesignLife能夠獨立使用，它具有完整的HBM nCode DesignLife進行疲勞分析，能夠支持使用其他有限元求解器的結果文件進行疲勞分析。
1. 工作流程搭建
nCode DesignLife(Standalone)分析流程是在工作空間(Workspace)中進行搭建的。
①拖曳對應的功能圖標進入工作面板進行搭建，注意，此時功能圖標的內容可能為空，需要用戶對功能圖標進行定義。
②選擇菜單命令"File"→"Open Data Files",瀏覽至有限元結果、載荷譜等存放文件夾，確定刷新后將在"Available Data"欄中獲得對應的有限元、載荷譜等數據列表，直接將數據列表拖曳進工作空間，獲得輸入文件數據對應的功能圖標。
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