abaqus壽命分析的案例
運動線纜疲勞壽命分析 ￥19.89
(2)運動線纜材料疲勞性能
當試驗數據不可得時，可以通過材料的靜壓性能參數、彈性模量、真實斷裂延性和強度來推測其疲勞特性，該方法具有重要的理論和實踐價值，并積累了豐富的數據，這為提升材料的疲勞性能提供了新途徑，在沒有實驗數據的情況下，預計疲勞性能值可用來預測結構的疲勞壽命，材料的疲勞性能數據是使用名義應力法預測其疲勞壽命的關鍵，其數據主要為材料
曲線[80]。目前很多主流疲勞壽命分析軟件都將材料疲勞特性數據納入其中，可以輕松地獲取并使用。本文所使用的線纜材料為C55/0114-26-9的銅導線，具體材料屬性，如表2-1所示。
根據 GB/T 1640-1993《航空航天用電線電纜導體品種及截面系列》的規定，首先確定材料的抗拉強度和斷裂伸長率。基于這些力學參數，將其輸入疲勞分析軟件 Fe-safe 進行計算，利用軟件的材料數據庫或用戶自定義模型生成相應的
曲線，從而評估材料在不同應力水平下的疲勞壽命。這一方法能夠確保計算結果符合國標要求，提高疲勞壽命分析的準確性和工程適用性。
(3)疲勞載荷譜的確定
Fe-safe軟件能夠高效識別并讀取載荷譜數據，并將其作為疲勞壽命預測的基礎數據[81]。在本文第三章中，通過Abaqus動力學軟件獲取的載荷-時間歷程曲線，可以直接導入Fe-safe的Loading模塊中。用戶只需選擇適當的分析方法和表面處理工藝，便可完成數據導入。至此，運動線纜疲勞分析的準備工作已完成，接下來便可進行疲勞分析。
1.4.3 運動線纜多工況疲勞分析結果
在基于等效模型優化線纜布局并確定最優工況后，需進一步建立原始模型，以對運動線纜的疲勞壽命進行定量分析。研究采用名義應力法進行疲勞壽命評估，該方法基于宏觀應力水平進行疲勞損傷預測，其計算結果與材料的幾何尺寸無關。
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? 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
應變疲勞壽命分析理論基礎
? 應變壽命疲勞（EN）使用循環應變反轉和應變壽命關系方程評估疲勞損傷
–局部塑性應變導致疲勞
–適用于低周期和高周期應用
? 應力小于或大于屈服
–使用彈塑性應變
? 直接計算或根據彈性計算進行調整
? 相對較新的疲勞分析技術
–大約30年前開始使用
–難以手動計算
?僅限于CAE應用程序
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鑒于目前針對Simcenter Nastran分析案例少的特點，本次基于鈑金做了相關案例分析。有任何疑問，請聯系：QQ，1317425016。
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疲勞分析基礎知識資料--結構疲勞壽命分析
分享一個疲勞分析理論方面的資料，《結構疲勞壽命分析》，是軟件疲勞分析的基礎知識，相信對疲勞分析的兄弟會有所幫助。
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Abaqus Anand UMTA 腳本，用于芯片焊點壽命評估 ￥10
傳統的壽命預測多依賴經驗曲線和統計公式，但在新材料體系、更復雜的器件結構以及多變工況下往往適用性不足。因此，行業逐漸轉向機理驅動的數值模擬：利用Abaqus平臺構建器件有限元模型，通過用戶子程序UMAT嵌入焊料真實的黏塑-蠕變本構行為，并結合ΔW（非彈性能量密度）、Δε（應變幅）等物理量作為壽命驅動參量，借助 Darveaux、Engelmaier或Coffin–Manson等壽命律建立“循環響應—失效壽命”的映射關系。這一方法不僅能揭示失效機理，還能在設計階段預測壽命分布，為結構優化與可靠性提升提供科學依據。
展開 采用Marc進行橡膠件疲勞壽命分析
橡膠件疲勞分析概述
在橡膠件CAE仿真分析中，通常需要進行橡膠件剛度，密封性等仿真工況的分析，但如何進行橡膠疲勞壽命的分析當前仍然是困擾行業的難題。
Marc軟件在橡膠、密封行業有著廣泛的應用，針對橡膠疲勞壽命的仿真，Marc有幾種方法可以實現：
? 通過Mullins效應進行橡膠件的損傷分析，當損傷到達1時，認為橡膠出現開裂，但是在實際仿真計算中需要進行大量的分析計算，工作量巨大。
? 通過彈性體疲勞壽命損傷理論來進行疲勞壽命分析。其基本思想和傳統的金屬疲勞的一致，且仿真計算工作量很小，適合在工程計算中應用。
下面，我們將介紹如何采用彈性體疲勞壽命損傷理論來進行疲勞壽命分析。
彈性橡膠體的疲勞理論介紹
根據彈性體疲勞理論，彈性體的壽命和其對數應變和格林應變存在對應關系，也就是Woehler公式，其形式如下：
上述公式中，為彈性體破壞時的循環次數，為其對應的最大對數應變和格林應變。A和n為需要擬合的參數。其曲線的擬合形式如下圖所示。
然后通過雨流計數法則進行變幅損傷累積疊加，如下表達式。當D<1認為彈性體沒有發生破壞，當D≥1認為彈性體發生破壞。
在實際的計算中，只需計算一個周期的載荷循環，就可以進行彈性體壽命的預測。下面將介紹如何在Marc中進行彈性體疲勞壽命的擬合。
展開 fesafe做疲勞壽命分析
如何在fesafe中設置R＝0.1，頻率為100Hz的載荷信息
輪轂疲勞壽命分析
Fe-safe/Rotate旋轉機械疲勞分析模塊，利用結構的循環對稱性提高了旋轉部件的疲勞分析效率，自動產生一系列不同旋轉角度上的應力結果，計算出輪轂疲勞壽命。
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設計仿真 | 采用Marc進行橡膠件疲勞壽命分析
01
橡膠件疲勞分析概述
在橡膠件CAE仿真分析中，通常需要進行橡膠件剛度，密封性等仿真工況的分析，但如何進行橡膠疲勞壽命的分析當前仍然是困擾行業的難題。
Marc軟件在橡膠、密封行業有著廣泛的應用，針對橡膠疲勞壽命的仿真，Marc有幾種方法可以實現：
? 通過Mullins效應進行橡膠件的損傷分析，當損傷到達1時，認為橡膠出現開裂，但是在實際仿真計算中需要進行大量的分析計算，工作量巨大。
? 通過彈性體疲勞壽命損傷理論來進行疲勞壽命分析。其基本思想和傳統的金屬疲勞的一致，且仿真計算工作量很小，適合在工程計算中應用。
下面，我們將介紹如何采用彈性體疲勞壽命損傷理論來進行疲勞壽命分析。
展開 CAE小記丨常用的機械疲勞壽命評估分析方法
D
場強法
基本假設：由相同的材料制成的構件（元件或結構細節），如果在疲勞失效區域承受相同應力場強度歷程，則具有相同疲勞壽命。此法的控制參數是應力場強度。用場強法預測結構的疲勞裂紋的形成壽命時，需要循環應力一應變曲線和S-Nf曲線（或￡-Nf曲線），分析計算較復雜。
由上述四種疲勞壽命預測方法各自的特點可知，不同的已知條件需采用不同的預測方法：如對于具有大量的疲勞性能數據的材料制成的連接件或結構件可采用名義應力法；對于具有復雜的幾何外形且承受復雜載荷作用下的一些結構件可采用局部應力一應變法，尤其是瞬態的循環；一曲線和￡-Nf曲線相結合的方法；應力場強法可以用于與局部應力一應變法相同的材料疲勞性能數據，即循環a一曲線和S-N或￡-Nf曲線。
E
斷裂力學方法
斷裂力學理論是基于材料本身存在著缺陷或裂紋這一事實，以變形體力學為基礎，研究含缺陷或裂紋的擴展、失穩和止裂。通過對斷口定量分析得出構件在實際工作中的疲勞裂紋擴展速率（適用較廣泛的是Paris疲勞裂紋擴展速率公式），合理地對零部件進行疲勞壽命估算，確定構件形成裂紋的時間，評價其制造質量，有利于正確分析事故原因。事實上這種方法解決了工程中許多災難性的低應力脆斷問題，彌補了常規設計方法的不足，現已成為失效分析的重要方法之一。
疲勞斷裂是結構零部件失效的主要模式。據統計，由于結構部件失效導致的重大事故中的85%-90%與疲勞斷裂有關。
展開 高強度螺栓疲勞壽命分析與設計改進
通過壽命評估發現, 最危險斷面的壽命大大提高, 由之前的 1062次增加至 2392536次。
事實上, 設計方案改進后, 該燃汽輪機機組的實際運行情況表明, 其風扇座環連接尚未出現螺栓斷裂的情況。
表5 改進方案的螺栓重點斷面應力以及壽命計算
圖10 改進方案螺栓的應力水平
結 語
本研究以實際工程中的某型號燃汽輪機風扇座環連接螺栓斷裂問題為分析對象, 采用了基于有限單元法分析應力并結合疲勞壽命分析的方法, 對該問題進行了研究。
在研究中, 著重分析了各運行工況下的螺栓應力分布以及接觸狀態的變化, 對比分析了高強度螺栓應變疲勞以及 ASME 標準中的應力疲勞曲線, 并對該螺栓進行了壽命分析計算。
在此基礎上, 提出了提高螺栓壽命的設計改進方案, 并通過實際應用驗證了方案的可靠性。
展開 
疲勞分析中的應力-壽命法淺談
疲勞分析中的應力-壽命法淺談
應力-壽命法又稱作S-N法。它是最早形成的疲勞設計方法，以材料或零件的S-N曲線為基礎，對照試件或結構疲勞危險部位的應力集中系數和名義應力，結合疲勞累積損傷理論，校核疲勞強度或計算疲勞壽命。循環應力的類型有完全對稱的正弦型恒幅應力循環、波動應力循環、隨機載荷等。典型的應力歷史如下：
應力-壽命法中的關鍵就是S-N曲線，下面對S-N曲線進行著重介紹。S-N曲線的數學表達式有冪函數式、指數式和三參數式：
a)
冪函數式：Sm·N=C。m與C是與材料、應力比、加載方式等有關的參數。兩邊取對數可得lg S=A+B lgN，其中A=LgC/m, B=-1/m，可見S-N曲線具有對數線性關系（下圖左）。
b)
指數式：em s·N=C。兩邊取對數后成為S=A+B lg N，是半對數關系（下圖右）。
c)
三參式：(S-Sf)m.N=C。考慮疲勞極限Sf，且當S趨近于Sf時，N?￥。
最常用的是冪函數式。高周應力疲勞，適合于N>104-107。
應力-壽命法實例展示：
某材料疲勞極限為90MPa，屈服強度為186MPa。因此，當N0=106時，S0=90MPa，當N=103時，S=186MPa。
則Basquin斜率為
把數值代入上式得b=-0.105，則此材料的局部S-N曲線如下圖所示：
進而可得：
把S=150MPa代入上式，N=7860。即當應力為150MPa時，應力循環為7806次。
展開 微動疲勞壽命可靠性分析方法
針對結構的微動疲勞問題,發展了一種壽命可靠性分析方法.在微動條件下,接觸區域處于多軸應力狀態,采用基于臨界平面法的多軸疲勞參數對結構的微動疲勞壽命進行預測.在確定性壽命計算的基礎上,考慮彈性模量、摩擦系數以及壽命預測模型中材料常數的隨機性,利用響應面方法,結合MonteCarlo模擬技術獲得結構微動疲勞壽命可靠性模型.最后將此方法用于燕尾榫結構的微動疲勞壽命可靠性分析,驗證了所提出方法的可行性和有效性
微動疲勞壽命可靠性分析方法.pdf
展開 設計仿真 | 采用Marc進行橡膠件疲勞壽命分析
01
橡膠件疲勞分析概述
在橡膠件CAE仿真分析中，通常需要進行橡膠件剛度，密封性等仿真工況的分析，但如何進行橡膠疲勞壽命的分析當前仍然是困擾行業的難題。
Marc軟件在橡膠、密封行業有著廣泛的應用，針對橡膠疲勞壽命的仿真，Marc有幾種方法可以實現：
? 通過Mullins效應進行橡膠件的損傷分析，當損傷到達1時，認為橡膠出現開裂，但是在實際仿真計算中需要進行大量的分析計算，工作量巨大。
? 通過彈性體疲勞壽命損傷理論來進行疲勞壽命分析。其基本思想和傳統的金屬疲勞的一致，且仿真計算工作量很小，適合在工程計算中應用。
下面，我們將介紹如何采用彈性體疲勞壽命損傷理論來進行疲勞壽命分析。
02
彈性橡膠體的疲勞理論介紹
根據彈性體疲勞理論，彈性體的壽命和其對數應變和格林應變存在對應關系，也就是Woehler公式，其形式如下：
上述公式中，為彈性體破壞時的循環次數，為其對應的最大對數應變和格林應變。A和n為需要擬合的參數。其曲線的擬合形式如下圖所示。
然后通過雨流計數法則進行變幅損傷累積疊加，如下表達式。當D<1認為彈性體沒有發生破壞，當D≥1認為彈性體發生破壞。
在實際的計算中，只需計算一個周期的載荷循環，就可以進行彈性體壽命的預測。下面將介紹如何在Marc中進行彈性體疲勞壽命的擬合。
03
橡膠體疲勞計算案例
以汽車襯套為例，首先在現有的橡膠材料模型參數的參數基礎上，需增加用于彈性體疲勞計算的參數，如下圖所示：
其中，系數A和N分別對應Woehler公式里面的A和n。
其次，定義橡膠襯套的載荷計算工況。
展開 DEFORM軟件在大批量鍛壓生產中的模具壽命分析
隨著國內自動化生產程度的不斷提高，大批量生產鍛件時，模具的壽命問題不僅僅關系到生產成本問題，模具工作部分的精度保持性還會影響到產品質量、設備損耗，后續加工成本等問題。
目前我國的模具壽命提高主要從模具材料、模具加工工藝等方面進行提高。隨著有限元仿真軟件的出現，從鍛壓工藝、模具結構設計方面進行分析優化變的更加容易，但都僅僅只實現了當前一個生產工序的模擬，與大批量連續生產過程中實際結果相差較大。
DEFORM軟件做為全球最知名的工藝仿真軟件，在金屬加工模擬仿真不斷追求與實際更加貼近的模擬計算方法，最早開發了模具應力分析的耦合法和插值法。v11.0版本后，率先推出了MO多工序模擬技術，將整個加工工藝過程聯合模擬，考慮了前后工序的影響，模擬結果與實際生產結果相符度更高。
使用DEFORM軟件通過一個鍛件生產過程的有限次循環模擬，可以觀察到模具的溫度分布差異性較大，研究分析模具的多次循環鍛打有利于提高批量生產過程中的鍛件質量穩定性和模具壽命。
模擬一個、數個鍛件的連續生產過程容易了，但大批量自動生產時，一百件件、甚至幾萬件過后，模具狀態變量分布如何預測？如果完全的上百次鍛壓過程循環模擬，計算量大，計算時間太長也不可接受。因此，經過開發人員大量研究和試驗比對，DEFORM v12.1推出了全新的分析模塊——too llife模具壽命分析向導模塊，在批量生產過程中，從模具的溫度、磨損、應力、壽命等四個方面進行分析，短時間內完成模擬計算，為優化鍛造工藝和模具設計提供可靠的理論依據。
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