CAEfatigue
關(guān)注創(chuàng)建者：海克斯康設(shè)計(jì)與仿真 創(chuàng)建時(shí)間：2021-04-23
CAEfatigue的視頻教程
MSC一體化疲勞仿真解決方案
本次會(huì)議將由資深CAE技術(shù)專家介紹基于MSC軟件公司多體動(dòng)力學(xué)Adams軟件、有限元MSC Nastran軟件和疲勞分析CAEfatigue軟件的一體化疲勞仿真解決方案，歡迎關(guān)注！ 了解在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期如何識(shí)別疲勞耐久性問(wèn)題，以最大程度的減少昂貴的物理測(cè)試，保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的耐久性能。
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CAEfatigue的實(shí)例教程
隨機(jī)仿真具有如下優(yōu)勢(shì)：
提高可信度：
在有限元模型中考慮參數(shù)的公差和分散性顯著提高了模型的真實(shí)性，提高了計(jì)算結(jié)果的可信度
減少物理測(cè)試：
由于模型可信度高，可以充滿信心地使用隨機(jī)仿真來(lái)減少物理測(cè)試的數(shù)量
降低成本：
通過(guò)隨機(jī)仿真，確定出對(duì)目標(biāo)響應(yīng)影響不大的部件，可放寬這些部件的設(shè)計(jì)和制造公差
評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)：
可使用隨機(jī)模型評(píng)估產(chǎn)品設(shè)計(jì)的穩(wěn)健性和風(fēng)險(xiǎn)
CAEfatigue穩(wěn)健性設(shè)計(jì)功能和案例
CAEfatigue的穩(wěn)健性設(shè)計(jì)功能可以和MSC Nastran 聯(lián)合使用，用戶從MSC Nastran BDF/DAT文件中選擇多個(gè)輸入變量，這些變量按用戶指定的分布規(guī)律產(chǎn)生變化，使用變化后的參數(shù)在MSC Nastran中進(jìn)行新的計(jì)算，最終可得到表示輸入變量和輸出響應(yīng)之間關(guān)聯(lián)強(qiáng)度的相關(guān)性數(shù)據(jù)，通過(guò)相關(guān)性數(shù)據(jù)可以決定如何改變?cè)O(shè)計(jì)以獲得所需結(jié)果。
要進(jìn)行CAEfatigue穩(wěn)健性設(shè)計(jì)分析，首先從菜單中選擇“Robust Design”。然后CAEfatigue將打開“Robust Design"分析模板，從中可以選擇要在分析中使用的MSC Nastran BDE/DAT文件。所選擇的MSC Nastran BDF/DAT文件最初由CAEfatigue讀取解析，并顯示所有支持的變量。然后選擇要考察的輸入變量以便在隨后的MSC Nastran運(yùn)行中進(jìn)行修改。有關(guān)CAEfatigue穩(wěn)健性設(shè)計(jì)的設(shè)置和輸出如下面的圖所示：
穩(wěn)健性設(shè)計(jì)分析案例：
一個(gè)簡(jiǎn)化的汽車車身模型，包含車門和車窗。兩種材料，車窗是玻璃（材料2），其余結(jié)構(gòu)是鋼（材料1）。
展開 然后CAEfatigue將打開“Robust Design”分析模板，從中可以選擇要在分析中使用的MSC Nastran BDF/DAT文件。所選擇的MSC Nastran BDF/DAT文件最初由CAEfatigue讀取解析，并顯示所有支持的變量。然后選擇要考察的輸入變量以便在隨后的MSC Nastran運(yùn)行中進(jìn)行修改。有關(guān)CAEfatigue穩(wěn)健性設(shè)計(jì)的設(shè)置和輸出如下面的圖所示：
圖2 CAEfatigue穩(wěn)健性設(shè)計(jì)菜單界面
圖3 MSC Nastran輸入?yún)?shù)選擇和輸出選項(xiàng)
穩(wěn)健性設(shè)計(jì)分析案例：一個(gè)簡(jiǎn)化的汽車車身模型，包含車門和車窗。兩種材料，車窗是玻璃（材料2），其余結(jié)構(gòu)是鋼（材料1）。穩(wěn)健性設(shè)計(jì)分析輸入變量是材料的彈性模量和密度，以及11種板厚。輸出響應(yīng)是車身的質(zhì)量以及車身前4階柔性體模態(tài)頻率。所有輸入變量均為正態(tài)分布，參數(shù)變異系數(shù)取5%。輸入變量設(shè)置和輸出響應(yīng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下圖所示：
圖4 車身穩(wěn)健性分析輸入變量和輸出響應(yīng)設(shè)置
圖5 輸出響應(yīng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果
輸入變量和輸出響應(yīng)的相關(guān)性如下圖。在決策圖中，略去了小于0.05的相關(guān)性。其中藍(lán)色點(diǎn)的大小代表了對(duì)應(yīng)的輸入變量和輸出響應(yīng)之間的相關(guān)性的大小。
展開 然后CAEfatigue將打開“Robust Design”分析模板，從中可以選擇要在分析中使用的MSC Nastran BDF/DAT文件。所選擇的MSC Nastran BDF/DAT文件最初由CAEfatigue讀取解析，并顯示所有支持的變量。然后選擇要考察的輸入變量以便在隨后的MSC Nastran運(yùn)行中進(jìn)行修改。有關(guān)CAEfatigue穩(wěn)健性設(shè)計(jì)的設(shè)置和輸出如下面的圖所示：
圖2 CAEfatigue穩(wěn)健性設(shè)計(jì)菜單界面
圖3 MSC Nastran輸入?yún)?shù)選擇和輸出選項(xiàng)
穩(wěn)健性設(shè)計(jì)分析案例：一個(gè)簡(jiǎn)化的汽車車身模型，包含車門和車窗。兩種材料，車窗是玻璃（材料2），其余結(jié)構(gòu)是鋼（材料1）。穩(wěn)健性設(shè)計(jì)分析輸入變量是材料的彈性模量和密度，以及11種板厚。輸出響應(yīng)是車身的質(zhì)量以及車身前4階柔性體模態(tài)頻率。所有輸入變量均為正態(tài)分布，參數(shù)變異系數(shù)取5%。輸入變量設(shè)置和輸出響應(yīng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下圖所示：
圖4 車身穩(wěn)健性分析輸入變量和輸出響應(yīng)設(shè)置
圖5 輸出響應(yīng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果
輸入變量和輸出響應(yīng)的相關(guān)性如下圖。在決策圖中，略去了小于0.05的相關(guān)性。其中藍(lán)色點(diǎn)的大小代表了對(duì)應(yīng)的輸入變量和輸出響應(yīng)之間的相關(guān)性的大小。
展開 我們將使用工具SUBEV (CAEFatigue快速參考指南)將原先事件拆分為3個(gè)新事件，并將使用上面描述的過(guò)程進(jìn)行分析。
圖11:時(shí)域信號(hào)
下面是拆分后的新時(shí)間信號(hào)和PSD譜。
圖12：新事件14時(shí)域信號(hào)及PSD譜
圖13：新事件15時(shí)域信號(hào)及PSD譜
圖14：新事件16時(shí)域信號(hào)及PSD譜
上面的例子展示了使用CAEFatigue創(chuàng)新工具TIEM2PSD中的參數(shù)(如AutoD、AutoT和SUBEV)將時(shí)間信號(hào)轉(zhuǎn)換為自PSD和交叉PSD的靈活性。
當(dāng)然，工程師仍然需要分析檢查輸入和輸出數(shù)據(jù)，以確認(rèn)結(jié)果是可接受的。例如，AutoT功能需要一個(gè)控制PSD分辨率的KPTS條目，而KPTS條目可能受到許多參數(shù)的影響，例如采樣率。因此，在接受輸出之前，分析人員需要對(duì)PSD輸出進(jìn)行可視化檢查，以確保它符合預(yù)期。
下面是使用不同的KPTS值創(chuàng)建的直接PSD輸出。當(dāng)這些不同的PSD變化被用于一輛整車的振動(dòng)疲勞分析(CAEFatigue用戶指南)時(shí)，損傷結(jié)果在0.113到0.200之間變化。這大約是50%的差異，因此，在選擇時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換中使用的PSD分辨率方面具有一定的靈活性。
圖15：KPTS系數(shù)對(duì)損傷的影響
展開 培訓(xùn)日程：
培訓(xùn)時(shí)間：9月25-26日
培訓(xùn)地點(diǎn)：騰訊會(huì)議在線
面向人群：針對(duì)具有CAE應(yīng)用基礎(chǔ)，欲進(jìn)行疲勞分析的工程技術(shù)人員
培訓(xùn)目標(biāo)：
?了解CAEfatigue的功能；
?使用CAEfatigue進(jìn)行疲勞分析的過(guò)程、參數(shù)設(shè)置以及軟件操作方法和技巧；
?使用CAEfatigue進(jìn)行實(shí)際工程結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品的疲勞壽命分析。
培訓(xùn)費(fèi)用：培訓(xùn)免費(fèi)，上機(jī)培訓(xùn)參加請(qǐng)自帶電腦
培訓(xùn)咨詢：李博士 15012896712
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培訓(xùn)時(shí)間：9月25-26日
培訓(xùn)地點(diǎn)：騰訊會(huì)議在線
面向人群：針對(duì)具有CAE應(yīng)用基礎(chǔ)，欲進(jìn)行疲勞分析的工程技術(shù)人員
培訓(xùn)目標(biāo)：
?了解CAEfatigue的功能；
?使用CAEfatigue進(jìn)行疲勞分析的過(guò)程、參數(shù)設(shè)置以及軟件操作方法和技巧；
?使用CAEfatigue進(jìn)行實(shí)際工程結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品的疲勞壽命分析。
上述流程可用于焊接結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度、動(dòng)力學(xué)等各類結(jié)構(gòu)仿真分析，進(jìn)一步也可以結(jié)合海克斯康疲勞仿真分析工具CAEfatigue進(jìn)行后續(xù)的焊接結(jié)構(gòu)疲勞分析：在CAEfatigue中，可以將MSC Nastran中的殘余應(yīng)力設(shè)置為靜態(tài)應(yīng)力偏置，從而在疲勞壽命評(píng)估時(shí)考慮焊接殘余應(yīng)力的影響，以獲得產(chǎn)品更為準(zhǔn)確的疲勞壽命分析結(jié)果。
本期直播講堂請(qǐng)到了海克斯康工業(yè)軟件高級(jí)技術(shù)經(jīng)理李偉，在直播間中講師將對(duì)CAEfatigue軟件疲勞分析的功能進(jìn)行詳細(xì)講解，并結(jié)合多個(gè)工程應(yīng)用案例介紹不同工況下的疲勞分析方法和分析過(guò)程。敬請(qǐng)關(guān)注！
03
部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、輕量化及耐久性分析
海克斯康的MSC Apex、MSC Nastran、Digimat及CAEfatigue等工具能夠?qū)θ诵螜C(jī)器人的部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、輕量化及耐久性分析。通過(guò)這些分析，研發(fā)人員可以在保證部件強(qiáng)度和性能的前提下，優(yōu)化部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減輕機(jī)器人整體重量，提高其能效比。
CAEfatigue
CAEfatigue是頻域的隨機(jī)響應(yīng)和振動(dòng)疲勞求解器加上時(shí)域的疲勞求解器。它與隨機(jī)載荷和確定性載荷的混合載荷或基于時(shí)域的標(biāo)準(zhǔn)載荷一起工作，提供疲勞壽命和損傷預(yù)測(cè)，以及多種形式的響應(yīng)統(tǒng)計(jì)。它非常快捷，易于使用，能夠處理非常大的模型。
海克斯康業(yè)務(wù)支持經(jīng)理Marco Veltri博士說(shuō):“CAEfatigue可以復(fù)制在役和臺(tái)架測(cè)試條件，通過(guò)加載序列和重復(fù)次數(shù)定義疲勞事件，并計(jì)算零件的預(yù)期壽命。”
Veltri補(bǔ)充道:“蘭蒂奇集團(tuán)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)真正的多物理場(chǎng)過(guò)程；使用Marc, Digimat和CAEfatigue的深度聯(lián)合，在不同的力水平上重復(fù)對(duì)零部件虛擬加載，可以確保他們的設(shè)計(jì)成功。”
圖2.
要進(jìn)行CAEfatigue穩(wěn)健性設(shè)計(jì)分析，首先從菜單中選擇“Robust Design”。然后CAEfatigue將打開“Robust Design”分析模板，從中可以選擇要在分析中使用的MSC Nastran BDF/DAT文件。所選擇的MSC Nastran BDF/DAT文件最初由CAEfatigue讀取解析，并顯示所有支持的變量。
要進(jìn)行CAEfatigue穩(wěn)健性設(shè)計(jì)分析，首先從菜單中選擇“Robust Design”。然后CAEfatigue將打開“Robust Design"分析模板，從中可以選擇要在分析中使用的MSC Nastran BDE/DAT文件。所選擇的MSC Nastran BDF/DAT文件最初由CAEfatigue讀取解析，并顯示所有支持的變量。
要進(jìn)行CAEfatigue穩(wěn)健性設(shè)計(jì)分析，首先從菜單中選擇“Robust Design”。然后CAEfatigue將打開“Robust Design”分析模板，從中可以選擇要在分析中使用的MSC Nastran BDF/DAT文件。所選擇的MSC Nastran BDF/DAT文件最初由CAEfatigue讀取解析，并顯示所有支持的變量。
