abaqus疲勞分析設(shè)置
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-02-27
abaqus疲勞分析設(shè)置的視頻教程
ABAQUS疲勞分析專題-汽車懸置架疲勞分析-預(yù)制裂紋循環(huán)載荷下的疲勞裂紋擴(kuò)展-腐蝕鋼絲疲勞壽命計算等
汽車懸置架疲勞分析 汽車懸置架作為關(guān)鍵的車輛結(jié)構(gòu)部件，其設(shè)計需要考慮長期的疲勞性能。在本模塊中，我們將使用ABAQUS進(jìn)行汽車懸置架的疲勞分析，涵蓋從幾何建模、載荷分析到疲勞評估的完整流程。通過對懸置架進(jìn)行循環(huán)載荷分析，我們將學(xué)習(xí)如何使用ABAQUS中的疲勞模塊對結(jié)構(gòu)進(jìn)行耐久性評估，并根據(jù)分析結(jié)果優(yōu)化設(shè)計，以提升結(jié)構(gòu)的使用壽命和安全性。
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ABAQUS低周疲勞分析
低周疲勞分析采用直接循環(huán)法直接得到結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定循環(huán)響應(yīng) ，直接循環(huán)法將傅立葉級數(shù)近似與非線性材料行為的時間積分相結(jié)合，利用修正牛頓法迭代求得穩(wěn)定的循環(huán)解 ，節(jié)省計算成本。可以通過控制傅里葉項的數(shù)量、迭代的數(shù)量和循環(huán)時間段內(nèi)的增量提高精度。案例基于VCCT方法和Paris準(zhǔn)則模擬了層壓復(fù)合材料界面上的漸進(jìn)分層生長，適用于復(fù)合材料分層擴(kuò)展模擬及求解彈塑性結(jié)構(gòu)的塑性安定狀態(tài)。
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ANSYS、Abaqus振動疲勞分析
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abaqus疲勞分析設(shè)置的實例教程
Abaqus/View結(jié)果讀取
讀取分析歷程中的最大交變應(yīng)力和最小交變應(yīng)力云圖
新建場變量：Alternating Stress和Mean Stress
根據(jù)公式：
在Abaqus后處理新建場變量
輸出場變量值到Excel
針對新建場，輸出單元積分點對應(yīng)的交變應(yīng)力和平均應(yīng)力，并輸出到Excel，與Goodman圖一并繪制。
上圖，
仿真所得單元積分點落到
曲線的上方或下方，
處于上方為疲勞壽命沒達(dá)到
臨
界曲值
10
E5
次。
下載地址：ABAQUS疲勞分析簡介
? Strain-Life (EN) 應(yīng)變疲勞分析理論基礎(chǔ)
? 討論循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線和應(yīng)變-壽命關(guān)系的關(guān)系
? 討論平均應(yīng)力的影響
應(yīng)變疲勞壽命分析理論基礎(chǔ)
? 應(yīng)變壽命疲勞（EN）使用循環(huán)應(yīng)變反轉(zhuǎn)和應(yīng)變壽命關(guān)系方程評估疲勞損傷
–局部塑性應(yīng)變導(dǎo)致疲勞
–適用于低周期和高周期應(yīng)用
? 應(yīng)力小于或大于屈服
–使用彈塑性應(yīng)變
? 直接計算或根據(jù)彈性計算進(jìn)行調(diào)整
? 相對較新的疲勞分析技術(shù)
–大約30年前開始使用
–難以手動計算
?僅限于CAE應(yīng)用程序
展開 本例展示基于功率譜密度曲線（PSD）的電池組疲勞分析，即針對隨機(jī)振動的疲勞壽命 分析。
1 問題設(shè)定 一塊電池組，尺寸為 70mm x 175mm x 400mm。該電池組的兩端共有 6 個端點，分別受 到垂直于電池組平面的激勵作用，且激勵的加速度功率譜密度曲線（ASD）相同。 由于在隨機(jī)振動基于線性動力學(xué)原理，因此電池，PC 材料等采用實體建模，其他鈑金 采用殼單元建模， 設(shè)定相關(guān)的 fastener 點焊單元，coupling 耦合單元和 tie 約束，建立零件 和零件之間相應(yīng)的連接關(guān)系。
兩端所對應(yīng)的 PSD 譜線如下圖。請注意該曲線的頻率截斷在 200Hz 處。
2 分析過程 一般來說，針對隨機(jī)振動的疲勞分析包含兩大步。第一步是在 Abaqus 中完成固有模態(tài) 和掃頻兩個計算；第二步是把這兩個計算結(jié)果與 PSD 曲線一起輸入 fe-safe，運行若干設(shè)置 后完成疲勞分析，得到相關(guān)結(jié)果。
以下內(nèi)容包含完整的詳細(xì)的電池包跌落仿真分析 附件為完整教程和CAE模型文件.rar
展開 結(jié)論
本文介紹隨機(jī)疲勞壽命分析的基礎(chǔ)理論，并使用有限元軟件ABAQUS與Fe-safe聯(lián)合仿真技術(shù)，在基于PSD譜上，對某一啞鈴狀板梁進(jìn)行了隨機(jī)振動疲勞壽命仿真分析，同時也介紹了該聯(lián)合仿真分析的流程。在分析結(jié)果中，對比了隨機(jī)振動仿真的RMS計算結(jié)果和fe-safe隨機(jī)疲勞壽命的計算結(jié)果，評估分析結(jié)果的可信度。此疲勞仿真分析技術(shù)對產(chǎn)品的開發(fā)有著重要的幫助，可以在產(chǎn)品設(shè)計階段有效控制其疲勞壽命, 指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計，縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。
此外，后期我會補(bǔ)充一些實際項目中的應(yīng)用案例，為讀者在解決實際的工程問題中提供一定的參考,敬請期待！
參考文獻(xiàn)
[1] 劉龍濤，李傳日，程祺. 某結(jié)構(gòu)件的隨機(jī)振動疲勞分析[J]. 振動與沖擊，2013, 32(21)
[2] 林 明，謝里陽. 疲勞壽命預(yù)測頻域方法分析與比較[J]. 失效分析與預(yù)防，2016，11(5)
[3] 楊萬均，施榮明. 隨機(jī)振動應(yīng)力幅值的分布規(guī)律[J]. 機(jī)械設(shè)計與研究，2011，27(6)
[4] 李西順. 基于OptiStruct的電動汽車電池包振動疲勞分析. Altair技術(shù)大會優(yōu)秀論文
[5] 達(dá)索公司. Abaqus Analysis User's Manual. SIMULIA Abaqus 6.14
[6] 達(dá)索公司. fe-safe user manual. SIMULIA fe-safe 2018
展開 abaqus與fatigue結(jié)合疲勞分析
為如圖1所示的中心孔板，材料為LY12-CZ，板寬50mm,孔直徑為8mm，板厚1mm。LY12-CZ鋁板彈性模量E=68GPa，強(qiáng)度極限σb=482MPa。在板的兩邊施加1MPa的均布拉應(yīng)力。
圖1 中心孔板結(jié)構(gòu)示意圖
1、應(yīng)力計算結(jié)果與分析
對上述模型進(jìn)行有限元計算，結(jié)果應(yīng)力云圖如圖2所示。
圖2 應(yīng)力云圖
2、*.Fil文件說明
*.fil文件是ABAQUS的一種二進(jìn)制輸出文件，供其他軟件（如Patran）后處理使用，如生成X-Y曲線，制作二維表格等，可以輸出的項目包括：單元、節(jié)點、接觸面、能量、模態(tài)、梁截面等的輸出信息，輸出的方法是在INP文件中增加輸出指令，
生成*.fil文件的步驟如下
對ABAQUS/Standard，可以直接輸出.fil文件，步驟如下：
在inp文件中，step步驟之后， end step步驟之前，加上以下內(nèi)容：
*NODE FILE
RF,U,V
**輸出節(jié)點的作用力(RF)，位移(U,V)到*.fil中
*EL FILE
S,E
**輸出單元應(yīng)力(S)，應(yīng)變(E)到*.fil中
在abaqus的job界面重新運行inp文件，即可得到對應(yīng)的fil文件
3、疲勞壽命估算
疲勞壽命估算需用到MSC.Patran軟件中的MSC.Fatigue模塊。如圖3所示，MSC.Fatigue位于MSC.Patran的Tools菜單下，點擊Main Interface即可進(jìn)入MSC.Fatigue模塊主界面。
圖3 在MSC.Patran中進(jìn)入MSC.Fatigue界面
對結(jié)構(gòu)施加的疲勞載荷譜見表1。
展開 
abaqus疲勞分析設(shè)置的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
abaqus疲勞分析設(shè)置的最新內(nèi)容
<p>先說一下我當(dāng)前的需求，就是做掃頻或者說隨機(jī)振動分析，通常第一個分析步都需要做模態(tài)分析步，第二步做掃頻或者隨機(jī)振動。并且涉及到各個方向施加激勵的需求，每次補(bǔ)充計算都需要重新計算一下模態(tài)分析，感覺浪費時間。所以有設(shè)置重啟動的分析的需求。這只是其中一種方法，當(dāng)然如果你一開始就確定工況的話，只做隨機(jī)振動分析，你也可以在一個Model里做三個方向的隨機(jī)振動。</p><p>（當(dāng)然其他分析有同樣需求的，也一樣適用
<p>Abaqus官方幫助文檔中關(guān)于sph粒子的接觸設(shè)置并不十分明確，只提到了會在將網(wǎng)格轉(zhuǎn)化為sph粒子時生成一個內(nèi)部的surface集合進(jìn)而定義接觸。而直接定義通用接觸的默認(rèn)設(shè)置，即All* with self，則sph粒子僅能與實體單元外表面的一層接觸，表面侵蝕后，內(nèi)部單元不再與sph粒子接觸。如圖所示：</p><div contenteditable="false" width="100%">
? Strain-Life (EN) 應(yīng)變疲勞分析理論基礎(chǔ)
? 討論循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線和應(yīng)變-壽命關(guān)系的關(guān)系
? 討論平均應(yīng)力的影響
應(yīng)變疲勞壽命分析理論基礎(chǔ)
? 應(yīng)變壽命疲勞（EN）使用循環(huán)應(yīng)變反轉(zhuǎn)和應(yīng)變壽命關(guān)系方程評估疲勞損傷
本例展示基于功率譜密度曲線（PSD）的電池組疲勞分析，即針對隨機(jī)振動的疲勞壽命 分析。
1 問題設(shè)定 一塊電池組，尺寸為 70mm x 175mm x 400mm。該電池組的兩端共有 6 個端點，分別受 到垂直于電池組平面的激勵作用，且激勵的加速度功率譜密度曲線（ASD）相同。 由于在隨機(jī)振動基于線性動力學(xué)原理，因此電池，PC 材料等采用實體建模，其他鈑金 采用殼單元建模， 設(shè)定相關(guān)的 fastener
在 Abaqus/Explicit 分析中，為了避免數(shù)值振蕩，一般都需要定義模型的阻尼，
定義方法主要包括以下幾種：
1）體積粘性（bulk viscosity）
體積粘性用于引入由于體積應(yīng)變引起的阻尼，在研究高速動力分析的高階性能時，體積粘性是尤其必要的。體積粘性只是作為一個數(shù)值效應(yīng)被引入，因此，材料點上的應(yīng)力并不考慮體積粘性壓力的影響。
Abaqus/Explicit
00
—
論文鏈接
論文鏈接：
減振橡膠疲勞黏滯生熱的仿真分析[J]
http://dx.chinadoi.cn/10.13465/j.cnki.jvs.2021.12.026
http://dx.chinadoi.cn/10.13465/j.cnki.jvs
Abaqus轉(zhuǎn)動模型設(shè)置角速度的四種方式對比分析
我編寫了一個復(fù)合材料疲勞的umat子程序，設(shè)置了兩個分析步，如下圖文獻(xiàn)中描述的一樣，施加的是力拉伸，但是把umat接入abaqus中去的時候，提交作業(yè)能正常運行，很快兩個分析步就完成了，好像程序根本沒起作用，很快就分析完成了根本沒有循環(huán)。進(jìn)入后處理之后，點擊云圖跳出：the selected primary variable is not available in the current frame
采用一維梁單元模擬混凝土梁壓彎試驗，因為受拉去混凝土材料手拉開裂容易產(chǎn)生模型節(jié)點分析受力不平衡導(dǎo)致分析終止。針對混凝土材料特性，如果在默認(rèn)設(shè)置的基礎(chǔ)上略微調(diào)整分析設(shè)置參數(shù)，可能會明顯提高計算收斂性，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。下圖是混凝土梁分析參數(shù)調(diào)整的情況，和對分析結(jié)果的影響，希望能拋磚引玉。
調(diào)整前
*Boundary,amplitude=Cyclic
Load, 1, 1, -2000.
*Output
01 真的不一樣？ Abaqus作為目前最先進(jìn)的工程仿真分析軟件，能夠處理各種復(fù)雜非線性問題，在航空、航天、機(jī)械、水利、土木、船舶、電器、汽車天等各個領(lǐng)域具有廣泛的運用。 Altair HyperMesh、HyperView友好的操作界面、簡單易操作的交互邏輯以及文件格式的通用性，成為有限元前后處理的首選工具。 對同一個Abaqus仿真分析結(jié)果，在Abaqus中查看的結(jié)果與在HyperView中查
