ANSYS 疲勞計(jì)算
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ANSYS 疲勞計(jì)算的視頻教程
Ansys workbench 聯(lián)合 ncode 計(jì)算齒輪嚙合疲勞流程
本課程案例流程介紹，介紹workbench做有限元計(jì)算，ncode做疲勞分析的過(guò)程，主要介紹初學(xué)者容易出錯(cuò)的幾個(gè)技術(shù)點(diǎn)，以及相關(guān)的流程介紹。使用的演示模型為一對(duì)齒輪，其他部件的計(jì)算流程基本也是一樣的，流程過(guò)程都是一樣的，所以作為基礎(chǔ)學(xué)習(xí)也夠用了。
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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(jì)算等
腐蝕鋼絲疲勞壽命計(jì)算 腐蝕是疲勞裂紋擴(kuò)展過(guò)程中不可忽視的重要因素，特別是在鋼絲繩等金屬材料中。該模塊將專注于腐蝕鋼絲的疲勞壽命計(jì)算，使用ABAQUS的腐蝕模型來(lái)考慮環(huán)境因素對(duì)材料疲勞性能的影響。我們將探討如何通過(guò)腐蝕損傷模型描述鋼絲的損傷積累過(guò)程，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。課程將講解如何在ABAQUS中進(jìn)行腐蝕疲勞分析，幫助學(xué)員更好地理解和預(yù)測(cè)腐蝕鋼絲在不同環(huán)境條件下的疲勞壽命。
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ANSYS 疲勞計(jì)算的實(shí)例教程
在利用Miner定律進(jìn)行疲勞計(jì)算時(shí)，將應(yīng)力處理成上述3個(gè)水平，總體損傷的計(jì)算公式就可以寫成：
其中：
：等于或低于1s水平的實(shí)際循環(huán)數(shù)目（0.6831 ）；
：等于或低于2s水平的實(shí)際循環(huán)數(shù)目（0.271 ）；
：等于或低于3s水平的實(shí)際循環(huán)數(shù)目（0.0433 ）；
,
,
：根據(jù)疲勞曲線查得的1s、2s和3s應(yīng)力水平分別對(duì)應(yīng)許可循環(huán)的次數(shù)。
綜上所述，針對(duì)Steinberg提出的基于高斯分布和Miner線性累計(jì)損傷定律的三區(qū)間法的ANSYS隨機(jī)疲勞分析的一般過(guò)程是：
(1) 計(jì)算感興趣的應(yīng)力分量的統(tǒng)計(jì)平均頻率(應(yīng)力速度/應(yīng)力)；
(2) 基于期望(工作)壽命和統(tǒng)計(jì)平均頻率，計(jì)算1
，2
和3
水平下的循環(huán)次數(shù)
、
和
；
(3) 基于S-N曲線查表得到
、
和
；
(4) 計(jì)算疲勞壽命使用系數(shù)。
顯然，根據(jù)其他隨機(jī)疲勞分析方法和ANSYS隨機(jī)振動(dòng)分析結(jié)果，我們還可以進(jìn)行許多類似的疲勞分析計(jì)算。
展開 ANSYS幫助中疲勞一章的翻譯(1)
（資料來(lái)源：半導(dǎo)體仿真論壇—www.iccae.com）
第13章 疲勞
13.1 疲勞的定義
疲勞是結(jié)構(gòu)在承受低于其極限載荷的力的反復(fù)作用下發(fā)生破裂的現(xiàn)
象。例如，一根鋼條或許可以承受只有300KN的靜態(tài)拉力的作用，但在
200KN的力的反復(fù)作用下，就很可能發(fā)生破壞。
引起疲勞失效的主要因素包括：
· 經(jīng)歷的載荷周期數(shù)；
· 單周期內(nèi)應(yīng)力的變化幅度；
· 單周期內(nèi)的平均應(yīng)力；
· 局部應(yīng)力集中的存在。
當(dāng)計(jì)算在預(yù)計(jì)的生命周期中某個(gè)部分的耗用狀況時(shí)，一個(gè)正式的疲勞評(píng)
估要涉及以上任何一個(gè)因素。
13.1.1 ANSYS程序的任務(wù)
ANSYS 疲勞計(jì)算是以ASME鍋爐與壓力容器規(guī)范的第3部分（和第8
部分第二章）為依據(jù)，采用了簡(jiǎn)化了的彈塑性假設(shè)和Miner累積疲勞準(zhǔn)則。
除了基于ASME規(guī)范的疲勞計(jì)算外，用戶也可以自己定義宏指令，或者
用合適的第三方程序與ANSYS分析結(jié)果相接。（更多信息請(qǐng)參考ANSYS
APDL程序指南）
ANSYS有以下疲勞計(jì)算能力：
· 用戶可以對(duì)現(xiàn)有的應(yīng)力結(jié)果進(jìn)行后處理來(lái)確定任何實(shí)體單元和殼單元的
疲勞耗用因數(shù)（對(duì)線單元模型疲勞分析用戶也可以手工輸入應(yīng)力）。
· 用戶可以在預(yù)先選定的位置上確定一定數(shù)目的事件以及這些事件中的載
荷，然后保存這些位置上的應(yīng)力。
· 用戶可以為每個(gè)位置定義應(yīng)力集中系數(shù)和給每個(gè)事件定義比例因數(shù)。
13.1.2 基本術(shù)語(yǔ)
位置 在模型上所要保存疲勞應(yīng)力的節(jié)點(diǎn)。用戶通常可以選取結(jié)構(gòu)上
易于發(fā)生疲勞破壞的的點(diǎn)的位置。
事件 是在某個(gè)特定的應(yīng)力循環(huán)中出現(xiàn)在不同的時(shí)刻的一系列應(yīng)力狀
態(tài)。更多信息請(qǐng)參考本章后面的獲取精確耗用系數(shù)指南。
載荷 一個(gè)應(yīng)力狀態(tài)，是事件的一部分。
展開 本文使用ANSYS Workbench對(duì)固定機(jī)翼進(jìn)行疲勞計(jì)算，不涉及ACP鋪層，ACP鋪層后無(wú)法進(jìn)行疲勞計(jì)算。需要機(jī)翼ACP鋪層強(qiáng)度校核對(duì)應(yīng)模型文件和視頻，請(qǐng)選擇其他對(duì)應(yīng)的付費(fèi)文檔或者聯(lián)系作者獲得。
疲勞設(shè)置曲線
壽命圖及損傷圖，后文及視頻中具有詳細(xì)解釋，該處僅為結(jié)果展示。
進(jìn)行疲勞分析，首先需考慮材料疲勞參數(shù)，雙擊“engineering data”打開材料數(shù)據(jù)庫(kù)編輯材料屬性。復(fù)合材料無(wú)法進(jìn)行疲勞計(jì)算，需要轉(zhuǎn)化為各項(xiàng)同性材料后再計(jì)算疲勞。
材料屬性界面。由于復(fù)合材料鋪層為混合鋪層，無(wú)法直接計(jì)算疲勞，需尋找最弱方向的彈性模量和泊松比，作為疲勞計(jì)算的強(qiáng)度材料屬性。查看碳纖維的屬性，碳纖維最弱部分?jǐn)?shù)值作為各項(xiàng)同性材料對(duì)應(yīng)數(shù)值，也就是選擇復(fù)合材料最弱方向的性能作為同性材料的性能，確保計(jì)算結(jié)果最保守，保證實(shí)際項(xiàng)目的安全度。
雙擊打開靜態(tài)結(jié)構(gòu)后，會(huì)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中尚未賦予材料屬性和厚度信息，因此需要手動(dòng)設(shè)置。如果沒有對(duì)相應(yīng)數(shù)值賦值，軟件在對(duì)應(yīng)位置會(huì)呈現(xiàn)亮黃色顯示，提醒數(shù)據(jù)確缺失。指定蒙皮內(nèi)板厚度，蒙皮厚度為3.6毫米，筋板厚度為2毫米。
完成厚度設(shè)置后，通過(guò)選擇結(jié)構(gòu)為其賦予相應(yīng)的材料屬性。不同結(jié)構(gòu)分別賦予不同的材料屬性。默認(rèn)情況下，材料類型為結(jié)構(gòu)鋼，如果是導(dǎo)入其他的幾何結(jié)構(gòu)沒有默認(rèn)設(shè)置，需要自行設(shè)置材料屬性，所以材料設(shè)置位置有時(shí)候有材料，有時(shí)候沒有材料。
材料屬性修改完成后，需更新材料信息，通過(guò)右鍵點(diǎn)擊“刷新材料”選項(xiàng)，檢查材料屬性是否正確。
展開 ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析最初用于汽車行業(yè)薄板結(jié)構(gòu)(1-3 mm) 的焊接分析模擬，采用薄殼搭建有限元模型，相關(guān)工業(yè)應(yīng)用也都針對(duì)于此類結(jié)構(gòu)進(jìn)行。ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析采用結(jié)構(gòu)應(yīng)力法進(jìn)行計(jì)算，具有好的網(wǎng)格不敏感性，目前該方法也適用于以實(shí)體建模的焊縫疲勞分析。
限于篇幅本文僅針對(duì)角焊縫（殼體）焊縫單元?jiǎng)?chuàng)建和計(jì)算的準(zhǔn)則基于ANSYS nCode Theory手冊(cè)進(jìn)行編寫，關(guān)于搭接焊縫、激光焊等請(qǐng)參考相關(guān)文獻(xiàn)資料。
兩名筆者水平極為有限，錯(cuò)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(guān)技術(shù)發(fā)展，因此嚴(yán)禁直接應(yīng)用于企業(yè)項(xiàng)目的產(chǎn)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(píng)估焊縫極限強(qiáng)度的方法進(jìn)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(jù)焊縫種類進(jìn)行分組，每一個(gè)有限元輸入分組應(yīng)對(duì)應(yīng)疲勞引擎中對(duì)應(yīng)的有限元焊縫類型，并設(shè)置一個(gè)合理的參數(shù)數(shù)值。
對(duì)于以薄殼單元建立焊縫有限元建模具有一定的通用準(zhǔn)則：
① 網(wǎng)格應(yīng)以4節(jié)點(diǎn)四邊形單元為主，表達(dá)金屬薄板的中面。
② 以單排或雙排殼單元進(jìn)行焊縫建模表達(dá)。
③ 焊縫網(wǎng)格規(guī)整，尺寸以5mm為最好，規(guī)避三角形網(wǎng)格出現(xiàn)。
④ 疲勞分析焊縫單元需設(shè)置特殊焊接屬性。
⑤ 焊縫單元法向保證設(shè)置法向朝外。
⑥ 毗鄰焊縫的單元的非平均化節(jié)點(diǎn)應(yīng)力被提取作為焊趾和焊根疲勞計(jì)算評(píng)估使用，該應(yīng)力也可以是平均化的或在單元邊長(zhǎng)的中點(diǎn)處進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)在“ANSYS Group Properties”中設(shè)置“WeldLocation = MidElementEdge”進(jìn)行考慮。
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ANSYS 疲勞計(jì)算的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
ANSYS 疲勞計(jì)算的最新內(nèi)容
研討會(huì)簡(jiǎn)介：
車燈在路面顛簸、發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)下易出現(xiàn)支架斷裂、焊點(diǎn)疲勞等問(wèn)題，是汽車可靠性開發(fā)的重點(diǎn)。本次 ANSYS 車燈振動(dòng)疲勞分析研討會(huì)，圍繞輸入數(shù)據(jù)規(guī)范、核心分析方法、仿真結(jié)果解讀及工程優(yōu)化建議四大模塊展開教學(xué)，幫助工程師快速掌握從數(shù)據(jù)準(zhǔn)備到方案迭代的全流程仿真技能，高效解決車燈振動(dòng)疲勞失效難題。
適合人群:
汽車車燈、電子電器行業(yè)的結(jié)構(gòu)仿真工程師、可靠性工程師
概述
這篇文章介紹了OpticStudio如何計(jì)算材料在任意輸入波長(zhǎng)、環(huán)境溫度和壓強(qiáng)下的折射率。
介紹
通常情況下有兩種參考折射率的測(cè)量方法：絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量。其中絕對(duì)測(cè)量以真空為參考介質(zhì)；相對(duì)測(cè)量則是以空氣（攝氏溫度20°，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）為參考介質(zhì)。除了折射率以外，光的波長(zhǎng)也是在特定介質(zhì)中測(cè)量的，光在不同介質(zhì)中的波長(zhǎng)存在微小差別，例如氦氖激光器產(chǎn)生的紅光在真空中的波長(zhǎng)為0.632991μm
ansys ncode隨機(jī)疲勞分析材料映射問(wèn)題3個(gè)月前
問(wèn)題在最后一張圖，如圖一進(jìn)入ncode打開Edit Material Map，默認(rèn)進(jìn)入的材料類型是SN R-ratio multi-curve，Material Group共有482個(gè)圖3（1-482），但到307后有個(gè)Default Material（圖2）…
Ansys Workbench ACT插件，由窗口選中體單元，提取體積和表面積，計(jì)算幾何特征尺寸
問(wèn)題：
在FKM關(guān)于結(jié)構(gòu)疲勞評(píng)估計(jì)算方法中指出：零部件特征尺寸，影響疲勞結(jié)果評(píng)估。原因是材料的應(yīng)力壽命曲線是由標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試獲得的。當(dāng)零部件的特征尺寸與測(cè)試樣件不一致時(shí)，需要考慮零部件的特征尺寸這一因素。（一般而言，當(dāng)零部件的尺寸大于材料標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣件時(shí)，零部件的表面或內(nèi)部缺陷發(fā)生的概率會(huì)增加
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概述
這篇文章介紹了什么是光瞳偏移 (Pupil Shift) 以及“自動(dòng)計(jì)算光瞳偏移 (Automatic Calculation of Pupil Shifts)”功能是如何進(jìn)行計(jì)算的。
什么是光瞳偏移
光線瞄準(zhǔn)算法是一個(gè)非常強(qiáng)大的功能，它可以在系統(tǒng)存在較大光瞳像差或光瞳存在傾斜/偏心時(shí)正確的瞄準(zhǔn)光線以確定光瞳位置。但是該算法需要首先找到一條到達(dá)光瞳表面的光線
ANSYS加速仿真計(jì)算硬件配置建議5個(gè)月前
我們經(jīng)常聽到用戶抱怨新硬件的性能和吞吐量達(dá)不到預(yù)期。對(duì)于習(xí)慣了高級(jí)軟件需求的工程師來(lái)說(shuō)，這或許并不令人意外。畢竟，為仿真應(yīng)用選購(gòu)合適的硬件與為電子郵件或客戶關(guān)系管理 (CRM) 應(yīng)用選購(gòu)臺(tái)式電腦截然不同。您必須根據(jù)仿真需求來(lái)匹配處理器、內(nèi)存、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)。
Ansys 工作負(fù)載對(duì)內(nèi)存帶寬和計(jì)算能力都有很高的要求，而這些要求會(huì)因多種因素而異，包括數(shù)據(jù)集的大小和所使用的求解器。多年來(lái)，我們與高性能計(jì)算
凌炫XE5039/XE5049這是一款性能極其強(qiáng)大、定位專業(yè)高端的塔式工作站/服務(wù)器。其核心優(yōu)勢(shì)在于采用了AMD頂級(jí)的EPYC 9004系列處理器，擁有海量的核心和內(nèi)存通道，專為重度計(jì)算任務(wù)設(shè)計(jì)，非常符合其宣傳的仿真計(jì)算、有限元分析、CFD等應(yīng)用場(chǎng)景。
配置一
1. 型號(hào)： 凌炫XE5039(24384-CAA4)
2. 處理器： 1顆EPYC 4th處理器9654 96核心
使用hypermesh插件生成ncode實(shí)體焊縫疲勞計(jì)算所用XML文件。
文末附tcl插件下載。
本文原刊登于Ansys.com：《Race to Faster Fluent Results with Ansys Gateway Powered by AWS》
作者：Thomas Lejeune | Ansys產(chǎn)品營(yíng)銷高級(jí)經(jīng)理
編輯整理：郭曉東 | Ansys主任應(yīng)用工程師
Ansys Fluent用戶需要出色的計(jì)算速度和功能來(lái)求解大規(guī)模的問(wèn)題，而他們現(xiàn)在可以利用專用的云平臺(tái)
ANSYS workbench車門鉸鏈疲勞分析10個(gè)月前
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)車門鉸鏈的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)車門鉸鏈靜結(jié)構(gòu)分析步的建立
3、學(xué)習(xí)車門鉸鏈疲勞分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)車門鉸鏈疲勞分析的設(shè)置
5、學(xué)習(xí)平均應(yīng)力修正的設(shè)置
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench
