abaqus疲勞強度仿真的案例
仿真應(yīng)用 | 基于Fatigue Tool應(yīng)力疲勞強度評估
現(xiàn)實生活中，結(jié)構(gòu)失效的80%以上屬于疲勞失效，并且疲勞失效具有突發(fā)性，失效前沒有明顯的征兆。隨著制造業(yè)競爭愈加激烈，在設(shè)計研發(fā)過程中對零部件進(jìn)行疲勞強度校核顯得越來越重要。Workbench的Mechanical模塊自帶Fatigue Tool功能，能基本滿足用戶的疲勞校核需要。
模型
如下圖所示，鋼棒左端面固定約束，右端面承受幅值為2000N的簡諧作用力。從受力模型來看，為懸臂梁結(jié)構(gòu)。嘗試進(jìn)行應(yīng)力疲勞強度評估。
材料疲勞參數(shù)
使用EngineeringData的自帶材料Structural Steel的疲勞參數(shù)：
網(wǎng)格
插入Body Sizing，設(shè)置如下：
網(wǎng)格設(shè)置
網(wǎng)格劃分結(jié)果如下：
網(wǎng)格狀態(tài)
主應(yīng)力結(jié)果
最大主應(yīng)力（Average，平均節(jié)點應(yīng)力）：
最小主應(yīng)力（Average，平均節(jié)點應(yīng)力）：
應(yīng)力幅：
因為本案例為簡諧作用力，可認(rèn)為應(yīng)力幅為：
（111.76+112.39）/ 2=112.075MPa
應(yīng)力疲勞強度評估
Fatigue Tool的設(shè)置：
求解鋼棒的壽命，下圖結(jié)果表明，鋼棒中部倒圓角處的疲勞壽命最低，為217030個載荷循環(huán)。
手算驗證
根據(jù)仿真軟件計算壽命217030，結(jié)合材料的疲勞參數(shù)S-N曲線，通過樣條插值，反推應(yīng)力幅為112Mpa。
展開 大客車結(jié)構(gòu)強度、振動及疲勞仿真分析
大客車結(jié)構(gòu)強度、振動及疲勞仿真分析
目前長途客運大客車多為承載式車身，相對于非承載式車身，既降低了車架自身重量，又增加了整體剛度，而城市低地板客車、低速觀光車、機場擺渡車、校車等一些特殊領(lǐng)域，由于設(shè)計需求不同，采用的仍然是非承載式車身或半承載式車身。車輛設(shè)計時，不同形式的車身反饋出來的問題多有不同，其安全系數(shù)、載荷大小、重點分析工況等也不盡相同。
采用CAE方法對車身骨架進(jìn)行仿真分析，可以在設(shè)計階段模擬車輛的各種行駛工況，可以快速、全面地獲得結(jié)構(gòu)的剛度、強度、振動特性、疲勞性能等方面的問題，并進(jìn)行徹底的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。沒有計算機仿真技術(shù)而關(guān)起門來造車的時代已經(jīng)不復(fù)存在。
客車分析需要考察的基本工況包括：剛度分析、強度分析、模態(tài)分析、疲勞分析，以及部分特殊車輛的側(cè)翻、碰撞分析。（今天和大家討論的是基本內(nèi)容，有的朋友喜歡要“干貨”，把關(guān)鍵問題點透，就是“干貨”，例如懸架系統(tǒng)的合理簡化方式、帶平衡軸板簧的簡化方式等等，潛意識的簡化往往帶來錯誤的分析結(jié)果，有需求的朋友可以進(jìn)一步交流每個環(huán)節(jié)的關(guān)鍵問題。）
剛度分析主要考察車身抵抗變形的能力，包括彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度，問題車輛往往導(dǎo)致的后果是玻璃脫落或破裂、車門閉合不嚴(yán)等問題。
強度分析主要考察：
1、彎曲工況：
考察車輛滿載并受到路面沖擊時的強度，根據(jù)使用路況的不同，采取的動載系數(shù)一般為1.5~2.5范圍內(nèi)：
2、轉(zhuǎn)彎工況：
一般考察車輛滿載以指定車速、方向盤打死情況下或鄰近側(cè)翻時車身的強度（估計不會有人這樣開車，但也不能遇上這樣的手就車架開裂吧），此時車輛除了承受重力載荷，還承受側(cè)向加速度。
3、制動工況：
制動時的制動加速度取決于參考路面的附著力系數(shù)和制動力的分配情況，有的車輛允許車輪抱死，則取最大路面附著力系數(shù)，不允許抱死的車輪需要參考制動力大小。
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結(jié)論
Workbench自帶的Fatigue Tool能準(zhǔn)確進(jìn)行疲勞強度評估。
Fatigue Tool設(shè)置簡單，易學(xué)易用，但功能可能受限，因此ANSYS公司和HBM公司合作推出了ANSYS nCode DesignLife疲勞分析模塊，具有強大的疲勞分析能力。
hyperworks橫向穩(wěn)定桿六面體網(wǎng)格劃分、線剛度、扭轉(zhuǎn)剛度和側(cè)傾角剛度及強度和疲勞仿真分析
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</figure>
</div><p>上述穩(wěn)定桿，仿真分析的穩(wěn)定桿線剛度為28.5N/mm，扭轉(zhuǎn)剛度為14.7N.m/deg，而側(cè)傾角剛度為552.1N.m/deg，同時，仿真分析的疲勞應(yīng)力為650MPa。</p><p> 此外，除了剛度和強度之外，我們利用optistruct軟件，還可以仿真計算其在Twist工況下的臺架疲勞壽命：</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202402/attachment/2f8dc7e3620b4845aa4adf1d835dd1ff.png" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202402/attachment/2f8dc7e3620b4845aa4adf1d835dd1ff.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202402/attachment/2f8dc7e3620b4845aa4adf1d835dd1ff.png?
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【7月14-16日 西安 斯姆勒】ABAQUS復(fù)合材料結(jié)構(gòu)強度、傳熱、動力學(xué)及疲勞壽命預(yù)測專題培訓(xùn)
本課程基于ABAQUS軟件，全面系統(tǒng)地講解復(fù)合材料力學(xué)計算的原理，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的強度、剛度、傳熱、動力學(xué)、疲勞等分析方法和常見工程熱點和難點問題的處理措施，基于理論聯(lián)系實際的培訓(xùn)思想，通過實例強化軟件的使用幫助設(shè)計人員解決具體的復(fù)合材料力學(xué)問題。斯姆勒數(shù)值仿真技術(shù)研究院特舉辦“ABAQUS復(fù)合材料結(jié)構(gòu)強度、傳熱與動力學(xué)專題培訓(xùn)”工程實例培訓(xùn)，具體內(nèi)容如下：
一、培訓(xùn)目標(biāo)
（一）、理解復(fù)合材料力學(xué)計算的原理；
（二）、掌握復(fù)合材料力學(xué)的靜力學(xué)分析方法；
（三）、掌握復(fù)合材料力學(xué)的隱/顯動力學(xué)分析方法；
（四）、掌握復(fù)合材料力學(xué)的傳熱分析方法；
（五）、掌握復(fù)合材料力學(xué)的失效評估及裂紋擴展分析方法；
（六）、培養(yǎng)獨立復(fù)合材料工程結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析能力。
二、主講專家
寧老師：力學(xué)博士，畢業(yè)于西安交通大學(xué)航空航天學(xué)院。擁有豐富的科研及工程技術(shù)經(jīng)驗，長期從事有限元領(lǐng)域應(yīng)用研究，具有資深的技術(shù)底蘊和專業(yè)背景。擅長靜力學(xué)，模態(tài)分析，隨機振動/譜分析，瞬態(tài)動力學(xué)時程分析，轉(zhuǎn)子動力學(xué)分分析、線性/非線性后屈曲分析，損傷斷裂力學(xué)分析，復(fù)合材料分析、壓電分析，熱分析，顯式動力學(xué)分析，流體力學(xué)分析，多場耦合分析，ANSYS二次開發(fā)等仿真分析。善于利用ANSYS進(jìn)行二次開發(fā)解決特定領(lǐng)域科研/工程問題。
展開 【7月14-16日 西安 斯姆勒】ABAQUS復(fù)合材料結(jié)構(gòu)強度、傳熱、動力學(xué)及疲勞壽命預(yù)測專題培訓(xùn)
【7月14-16日 西安 斯姆勒】ABAQUS復(fù)合材料結(jié)構(gòu)強度、傳熱、動力學(xué)及疲勞壽命預(yù)測專題培訓(xùn)
技術(shù)鄰公告 6月6日1055
各企事業(yè)單位：
隨著復(fù)合材料的日益發(fā)展，復(fù)合材料力學(xué)的應(yīng)用范圍也在逐漸擴大，特別在航空航天、壓力容器、汽車工程、建筑結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域。本課程基于ABAQUS軟件，全面系統(tǒng)地講解復(fù)合材料力學(xué)計算的原理，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的強度、剛度、傳熱、動力學(xué)、疲勞等分析方法和常見工程熱點和難點問題的處理措施，基于理論聯(lián)系實際的培訓(xùn)思想，通過實例強化軟件的使用幫助設(shè)計人員解決具體的復(fù)合材料力學(xué)問題。斯姆勒數(shù)值仿真技術(shù)研究院特舉辦“ABAQUS復(fù)合材料結(jié)構(gòu)強度、傳熱與動力學(xué)專題培訓(xùn)”工程實例培訓(xùn)，具體內(nèi)容如下：
一、培訓(xùn)目標(biāo)
（一）、理解復(fù)合材料力學(xué)計算的原理；
（二）、掌握復(fù)合材料力學(xué)的靜力學(xué)分析方法；
（三）、掌握復(fù)合材料力學(xué)的隱/顯動力學(xué)分析方法；
（四）、掌握復(fù)合材料力學(xué)的傳熱分析方法；
（五）、掌握復(fù)合材料力學(xué)的失效評估及裂紋擴展分析方法；
（六）、培養(yǎng)獨立復(fù)合材料工程結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析能力。
二、主講專家
寧老師：力學(xué)博士，畢業(yè)于西安交通大學(xué)航空航天學(xué)院。擁有豐富的科研及工程技術(shù)經(jīng)驗，長期從事有限元領(lǐng)域應(yīng)用研究，具有資深的技術(shù)底蘊和專業(yè)背景。擅長靜力學(xué)，模態(tài)分析，隨機振動/譜分析，瞬態(tài)動力學(xué)時程分析，轉(zhuǎn)子動力學(xué)分分析、線性/非線性后屈曲分析，損傷斷裂力學(xué)分析，復(fù)合材料分析、壓電分析，熱分析，顯式動力學(xué)分析，流體力學(xué)分析，多場耦合分析，ANSYS二次開發(fā)等仿真分析。善于利用ANSYS進(jìn)行二次開發(fā)解決特定領(lǐng)域科研/工程問題。
展開 abaqus橡膠熱仿真：減振橡膠疲勞黏滯生熱的仿真分析-源文件與子程序詳解
建立了減振橡膠疲勞黏滯生熱的有限元分析方法。
通過將經(jīng)典疲勞模型中用作疲勞壽命預(yù)測指標(biāo)的最大主應(yīng)變替換為穩(wěn)態(tài)溫升，在冪律模型的基礎(chǔ)上開發(fā)了一種方法來快速評估橡膠結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。
08
—
源文件與操作步驟（沙漏試樣為例）
8.1分析流程
仿真分析主要包括三個環(huán)節(jié)：變形分析、熱源計算與熱分析。（1）在變形分析環(huán)節(jié)，對材料和減振元件施加設(shè)定的載荷歷史，采用超彈性本構(gòu)描述橡膠材料的力學(xué)行為，求解每個加載時刻有限元模型中各積分點的應(yīng)變狀態(tài)；（2）在熱源計算環(huán)節(jié)，對應(yīng)每一加載時刻，將變形分析中對應(yīng)的載荷頻率、應(yīng)變狀態(tài)（動態(tài)應(yīng)變幅值）以及熱分析中得到的溫度作為輸入變量，通過自編的Fortran語言子程序，計算得到各積分點的黏滯生熱率；（3）依已知的材料參數(shù)和問題的熱邊界條件進(jìn)行Abaqus熱分析，得出溫度分布后再將溫度場數(shù)據(jù)返回到自編子程序，對黏滯生熱強度和溫度場進(jìn)行迭代計算，從而得出橡膠材料和減振元件各位置的溫升歷程。
8.2建模
abaqus/cae操作
8.3賦材料屬性
鋼：
CAE操作：
inp文件：
*Material, name=ste*Conductivity43.
展開 Abaqus混凝土劈裂強度仿真案例講解
Abaqus混凝土劈裂強度仿真案例講解
“現(xiàn)代”噴丸強化及阿爾門強度的abaqus仿真
本人之前曾經(jīng)發(fā)布過方法3的仿真過程帖子，將其稱為“古典”噴丸，那么與之相對應(yīng)，不妨將方法4稱為“現(xiàn)代”噴丸方法。如下是使用“現(xiàn)代”方法模擬阿爾門強度/覆蓋率/殘余應(yīng)力形成的過程的短小示例：
阿爾門強度（弧高，也即試片在試片原法向上產(chǎn)生的最大位移偏差，注意不同的強度需使用不同規(guī)格的試片，不能“一片走天下”）：
覆蓋率（具體數(shù)值要通過腳本提取計算獲得，超過100%的覆蓋率應(yīng)通過按比例延長噴丸時間獲得）：
殘余應(yīng)力的形成（如對殘余應(yīng)力沿層深分布要求較高，應(yīng)加密網(wǎng)格，同時縮短分析步時長）：
以上。
Hypermesh聯(lián)合Abaqus仿真之車輪動態(tài)彎曲徑向疲勞仿真 ￥19.89
該文章分享了車輪動態(tài)彎曲和動態(tài)徑向疲勞仿真分析，依據(jù)GB/T5909商用車輛車輪性能要求和試驗方法。涉及hypermesh和abaqus聯(lián)合仿真，包含具體操作步驟、徑向疲勞分析中等效徑向力的設(shè)置。
Abaqus、Tosca和Fe-safe聯(lián)合仿真進(jìn)行疲勞優(yōu)化
1綜述
運用Abaqus、Tosca、Fe-safe聯(lián)合仿真，實現(xiàn)產(chǎn)品的疲勞優(yōu)化。Abaqus進(jìn)行有限元計算，結(jié)果ODB文件導(dǎo)入到Fe-safe中進(jìn)行疲勞分析，疲勞分析的損傷值作為Tosca形狀優(yōu)化的優(yōu)化目標(biāo)，Tosca對表面節(jié)點進(jìn)行擾動，更新后的inp文件導(dǎo)入給Abaqus，如此循環(huán)實現(xiàn)疲勞優(yōu)化。
圖1疲勞優(yōu)化流程
2模型準(zhǔn)備
2.1ABAQUS模型
有限元分析中采用線性分析，有2個LOADCASE，載荷分別為150MPa、70MPa（如圖2）。由于TOSCA中不支持*Part、*Instance、*Assemble等關(guān)鍵字，輸出inp文件時需進(jìn)行設(shè)置，Model>Editattribute>Model>Donotusepartsandassembliesininputfile，如圖3所示。
圖2載荷
圖3輸出設(shè)置
導(dǎo)出inp后，寫批處理命令運行inp文件。
callabaqusjob=holeplate_damcpus=4int
2.2FE-SAFE模型
FE-SAFE中疲勞分析設(shè)置過程如下圖，導(dǎo)入FEA模型、設(shè)置分析集合材料、設(shè)置載荷工況，然后進(jìn)行疲勞分析計算。
圖4FE-SAFE疲勞分析設(shè)置過程
疲勞計算完成后，在.\jobs\job_01\fe-results文件下生成holeplate_damResults.odb，last_run.stlx等文件。
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ABAQUS應(yīng)用于設(shè)計院實際工程-鋼結(jié)構(gòu)懸挑托架焊縫連接模擬-強度仿真
ABAQUS應(yīng)用于設(shè)計院實際工程-鋼結(jié)構(gòu)懸挑托架焊縫連接模擬-強度仿真
abaqus低周疲勞裂紋擴展仿真案例講解 ￥50
abaqus低周疲勞裂紋擴展仿真案例講解
新能源電池包國標(biāo)強度仿真abaqus求解器邊界條件一鍵設(shè)置腳本 ￥69.9
<p>新國標(biāo)GB38083-2022（<span style="color: rgb(4, 4, 4);">代替GB/T 31467.3-2015</span>）中對新能源電池pack的結(jié)構(gòu)強度進(jìn)行了強制性的要求。在設(shè)計階段，各主機廠都將電池pack需通過國標(biāo)強度仿真（包括擠壓、隨機振動、沖擊和模擬碰撞等工況）作為必要條件。本腳本針對abaqus求解器開發(fā)，可一鍵完成電池pack國標(biāo)要求工況邊界條件的設(shè)置，可極大提高FEA工程人員的效率，減輕工作負(fù)擔(dān)。</p><p>腳本使用方法：</p><p>1、將前處理軟件生成的*.inp網(wǎng)格文件導(dǎo)入abaqus中打開。（注1）</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202404/attachment/b577a553357546739e02b7d43e7e160f.jpg" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202404/attachment/b577a553357546739e02b7d43e7e160f.jpg" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202404/attachment/b577a553357546739e02b7d43e7e160f.jpg?
展開 基于ABAQUS和FE-SAFE的低周疲勞仿真 附MicromechanicsPlugin下載
1、綜述
機器、車輛和結(jié)構(gòu)的零部件經(jīng)常會承受重復(fù)載荷的作用，由此產(chǎn)生的循環(huán)應(yīng)力可導(dǎo)致相關(guān)材料發(fā)生微觀物理損傷，微觀損傷在連續(xù)的循環(huán)載荷作用下累積，直至發(fā)展成裂紋或其他宏觀損傷，這個過程稱為疲勞。疲勞分為高周疲勞和低周疲勞，一般將失效循環(huán)數(shù)小于次循環(huán)的疲勞稱為低周疲勞，將失效循環(huán)數(shù)大于此次數(shù)的疲勞稱為高州疲勞。低周疲勞一般采用基于應(yīng)變的疲勞算法。
2、基于應(yīng)變疲勞分析算法
穩(wěn)定循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變遲滯曲線如下圖，一般用Ramberg-Osgood方程表示，
（1）
其中，為彈性模量，為循環(huán)硬化系數(shù)，為循環(huán)應(yīng)變硬化指數(shù)
圖1 穩(wěn)定的應(yīng)力-應(yīng)遲滯回曲線
應(yīng)變-壽命曲線是在介于兩個極限應(yīng)變之間的完全反向（R=-1）循環(huán)載荷條件下的疲勞試驗得到的，同時還需進(jìn)行應(yīng)力測量，試驗設(shè)備如圖2。彈性應(yīng)變、塑性應(yīng)變和總應(yīng)變與疲勞壽命的關(guān)系如圖3，數(shù)學(xué)表達(dá)式如式（2），
（2）
其中為疲勞強度系數(shù)，為疲勞強度指數(shù)，為疲勞延展性系數(shù)，為疲勞延展指數(shù)
圖2 疲勞測試設(shè)備
圖3 彈性應(yīng)變、塑性應(yīng)變和總應(yīng)變與壽命的關(guān)系曲線
Brown-Miller 方程廣泛運用于延展性金屬多軸疲勞計算中，損傷最大位置發(fā)生在最大剪應(yīng)力所在的平面，同時能考慮剪應(yīng)力和正應(yīng)力的影響，如圖4所示。
（3）
其中，為最大剪應(yīng)變，為正應(yīng)力，為平均應(yīng)力
圖4 Brown-Miller 算法示意
3 、有限元仿真
3.1 材料模型
硬化模型對疲勞仿真精度至關(guān)重要。
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