接觸疲勞仿真的案例
WB13.0螺栓疲勞校核（接觸分析，螺栓預緊力，疲勞分析模）
高強螺栓結構應力與疲勞校核分析報告.zip
高強螺栓的疲勞分析校核。應用WB自帶的疲勞分析模塊，對螺栓進行應力分析和疲勞校核。
特點：疲勞分析模塊的應用；螺栓預緊力；對稱，多載荷步；接觸非線性。
由于涉及企業隱私，和單位法規的規定，隱去報告中含有隱私的 部分，望大家見諒和理解，歡迎大家討論，共同進步。
如何在 COMSOL 中模擬接觸疲勞
軸承、齒輪、軌道和凸輪的損壞是由一種叫做接觸疲勞的損傷機制引起的。當接觸的兩個零件承受瞬態接觸壓力時，在裝配中就會發生這種情況。當傳遞的載荷過高時，經過無數次的載荷循環，表面材料的一塊會剝落并留下一個小凹坑。這種現象被稱為剝落或點蝕。利用 COMSOL Multiphysics? 軟件，我們可以建立接觸疲勞模型并預測這些組件的失效。
接觸疲勞的損傷機制
當兩個零件之間不斷變化的接觸壓力在表面和次表面層上引入一個隨時間變化的應力狀態時，就會發生接觸疲勞。當應力過高時，就會在組件的表面和次表面形成微裂縫。表面下的微裂縫經常是始于某種缺陷，如材料的雜質。這種微裂紋隨著加載會平行于表面增長。在一定程度上，它會向表面彎曲，去除一塊材料而留下一個淺孔。
一個滾動體沿彎曲滾道運動時的應力軌跡。頂面的紅色顯示了高水平的接觸壓力，藍色顯示了無應力區域。次表面分別以紅色和藍色顯示高和低的等效應力。
接觸疲勞的三種主要類型是：
長期接觸疲勞
滾動接觸疲勞
微動接觸疲勞
在長期接觸疲勞中，接觸的兩個物體在表面的法線方向上經歷了相對運動。這種運動可以非常小，小到人眼看不到，也可以大到使表面分離。這兩個物體被反復擠壓然后被釋放。在滾動接觸疲勞中，接觸疲勞是由物體在表面上的滾動引起的。
文中我們不會討論建立微動疲勞模型的具體細節，但這種類型的疲勞發生在接觸的兩個物體沿表面有一個小的相對運動（如振動）時。在宏觀層面上，這兩個物體似乎是相向運動的，但在微觀層面上，這兩個表面會出現相對運動，從而導致疲勞失效。
展開 接焊縫接觸面的疲勞分析研究
模型實現了對流、熱源載荷的影響，應用單元劃分，真實模擬了３６ｍｍ厚板１３層、２９道焊的工藝過程，在理論和仿真基礎上對焊接熱裂紋進行了分析。并對焊接熱裂紋的消除和防止進行了仿真分析。
設計仿真 | Adams接觸定義指南（三）：接觸參數調試案例
具體的仿真結果如下。
圖4 接觸剛度力與阻尼力的占比關系以及滲透深度的曲線
調節好阻尼值后，從上圖的曲線結果可知，接觸力剛度力(9.27E6 N)與阻尼力(1.04E6 N)的比值為8.94:1，調試結果相對比較理想。
05
步驟4 調節最大滲透深度
根據步驟3中計算的垂向接觸力，根據滲透深度計算的公式，再次計算接觸過程中的滲透深度。具體公式如下：
仿真的最大滲透深度為0.0033，相比于計算值相差不大，所以最大滲透深度不再需要調節。
SIMULIA Fe-safe在復雜環境下的疲勞仿真優勢——車輛機架疲勞壽命分析案例
在本轉向節案例中，通過常幅重復載荷、常幅過載和變幅載荷譜三種工況進行疲勞分析和校核，得益于fe-safe算法中對塑性累積的處理十分優秀，可以看到仿真結果與實物測試高度一致。
通過對比實驗數據和仿真結果，我們可以清晰地看到 Fe-safe 在預測疲勞裂紋起始和發展方面的準確性和可靠性。
在企業的工程設計和分析中，Fe-safe可以幫助工程師們更好地理解材料疲勞行為，優化結構設計，延長產品壽命，并最終提升產品的安全性和可靠性。無論是在汽車行業、航空航天還是其他要求嚴苛的工業領域，Fe-safe 都將是一個不可或缺的工具。
因此，對于追求卓越與精確的制造企業來說，選擇 SIMULIA Fe-safe 作為疲勞分析為高級分析工程師團隊提供深入的洞察力，確保設計的最終實施是經過充分驗證、具有長期的耐久性和性能保證。為企業帶節約時間與資金成本的同時來實現更多創新和突破。
展開 設計仿真 | Adams接觸定義指南（五）：柔性體接觸及技巧
■接觸剛度
■ 接觸力指數
■ 最大滲透深度
■ 最大接觸阻尼Cmax
05 接觸求解設計技巧
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為了避免模型文件過大，可在輸出柔性體的過程中，只保留柔性體接觸區域的網格，非接觸區域定于為PLOTELs單元，或者應用Adams/Flex工具對柔性體文件進行優化（參考“應用AdamsFlex處理模態中性文件-上篇”）
02
嘗試應用誤差為0.01的SI2積分器或者默認誤差值1E-5或者更小的誤差的HHT積分器；
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初始仿真，可將輸出步長定義為0.001，如果運行很好，可進一步增加步長;
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可嘗試將校正器corrector從origin調節為modified類型;
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由于低階次的積分器相比于高階次積分器更為穩定，可以將積分器中的最大階次Kmax設置為2;
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防止積分器應用更大的積分步長，將HMax設置為較小的數值，避免因為積分步長過大而出現報錯問題；
07
設置插值方式Interpolate=On，這種設置不會強制積分器步長與輸出步長一致；
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為避免生成過多無用的接觸類數據，減少結果文件的輸出，可將Save Files調節為No。
圖1 求解器的設置
展開 Hypermesh聯合Abaqus仿真之車輪動態彎曲徑向疲勞仿真 ￥19.89
該文章分享了車輪動態彎曲和動態徑向疲勞仿真分析，依據GB/T5909商用車輛車輪性能要求和試驗方法。涉及hypermesh和abaqus聯合仿真，包含具體操作步驟、徑向疲勞分析中等效徑向力的設置。
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
04
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減振橡膠疲勞黏滯生熱的試驗與理論分析
4.1黏滯耗能率與損耗模量的關系
4.2損耗模量與頻率應變幅值的關系
4.3 損耗模量與溫度的關系
4.4 黏滯耗能率與頻率幅值溫度關系
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仿真分析
5.1 有限元分析流程
5.2 子程序設計
5.3圓柱試樣黏滯生熱仿真分析
5.4沙漏試樣黏滯生熱仿真分析
06
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基于自熱溫升的橡膠疲勞仿真
6.1撕裂與疲勞及其溫度相關性
非線性仿真之如何解決接觸仿真收斂問題
圖 4 最終的變形形狀
檢查了接觸穿透情況，以確認降低后的接觸剛度沒有導致過度穿透。問題解決了！
事后看來，第一次嘗試時可以通過以下方法實現收斂：
a. 檢查間隙。
b. 緩慢施加載荷。
c. 降低接觸剛度以考慮彈簧的高幾何柔性。
其他改善收斂行為的方法：
實際的現實世界中涉及多個部件接觸的模型并不總是像我們的例子那樣簡單，可能需要其他方法來實現收斂。以下是一些額外的建議：
1）繪制剩余力：牛頓-拉夫森剩余力的高值通常表明導致不收斂的特定接觸對。
2）在接觸區域細化網格：這將使接觸壓力分布在更多的單元上，并增加接觸點的數量。相對較少的接觸點可能會導致非常高的接觸應力，從而導致單元過度變形和收斂困難。對于非線性材料，這尤其成問題。
3）使用基于曲面投影的接觸（又名——在 ANSYS 中檢測方法=來自接觸的節點投影法向）：這種方法通常會改善接觸壓力和牽引力的分布，特別是當配合接觸表面上的網格有很大差異時。它還往往在底層單元中提供更準確的應力解。
4）添加接觸穩定阻尼：這是在物體之間存在初始間隙的情況下，可用于消除剛體運動的另一種方法。這為手動將物體移動到接觸狀態、添加偏移量或使用“調整至接觸”選項提供了一種替代方法。雖然這些方法有效，但它們會通過有效地偏移接觸檢測點的位置來改變感知到的幾何形狀。另一方面，接觸穩定阻尼會抑制部件之間的相對運動，允許部件相對移動并消除間隙。
如果您仿真分析中碰到了接觸仿真計算不收斂問題，可以聯系討論。
展開 汽車轉向節的受力及疲勞分析仿真 ￥500
汽車轉向節的疲勞分析是為了評估和預測轉向節的使用壽命和可靠性，以確保轉向系統安全穩定地運行。通過對汽車轉向節的疲勞分析，可以提前發現可能存在的問題，并采取相應的措施來改進設計、選擇更強度的材料或優化結構，以確保轉向系統的安全性和可靠性。
本案例基于一汽車轉向節結構，基于COMSOL軟件中的固體力學模塊和疲勞分析模塊對其進行了仿真計算，仿真結果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎合作交流！
工程化的復合材料疲勞仿真方法
金屬的疲勞壽命研究已經較為成熟了，有大量的數據庫和工程預測手段。并且很多的工藝和檢測手段可以有效對結構疲勞進行管控，并誕生了“結構健康監測”這樣一個方向。像體檢那樣，通過CT、超聲波等技術，定期對結構內部的裂紋進行排查。
一代材料，一代裝備，現在已經進入了復合材料的時代。復合材料層合板是一層一層貼在一起的，并且樹脂和纖維之間不可避免的存在孔隙，這簡直是裂紋產生的溫床。
由于復合材料這種特點，其疲勞問題更為復雜，試驗結果的分散性也更高，更遑論仿真手段了。
但是仿真仍然重要，它可以表征趨勢，反映變化。另外很多結構，由于工況的特殊性以及自身結構復雜性，疲勞試驗是很難開展的，即便能搞也需要極高的成本。
工程化的復合材料疲勞仿真方法
航空航天的科研院所專業是分的很細的，搞強度和結構設計可以是兩個部門，強度下面可以分出靜強度、動強度、振動、疲勞等等一堆科室，每個科室還有一堆人。
我是一直搞航空的，導致我以前總是認為其他行業也是如此。后來外面接觸多了才知道，很多行業和公司，是養不起專門的結構強度部門的。往往結構強度方向就是一個人，這個人他要會做結構設計，做各種仿真分析，還要懂試驗。哪天感覺來了，還要去陪客戶。
這種情況下，是很難面面俱到的。尤其疲勞的仿真還需要編寫自定義本構程序，如果研究生階段不是研究這個的，一時是難以搞出來的。
前段時間我審了一篇做疲勞的論文。整個論文兩個工作，一個試驗、一個仿真。試驗也沒有做具體結構的疲勞試驗，而是基礎材料的疲勞試驗。仿真竟然一段話帶過，說使用了專門的疲勞分析軟件，然后就直接給結果。
還是那句話，糊里糊涂用軟件，糊里糊涂看結果，這種工作沒有意義。
我們本期就以復合材料層合板接頭的疲勞為例，基于ABAQUS UMAT，給出工程化的疲勞仿真方法。之所以是工程化，一是做了簡化，二是便于實現。
展開 
復合材料疲勞仿真交流貼
本人目前在用abaqus模擬復合材料的疲勞破壞，歡迎同行交流心得
顯卡隨機振動疲勞仿真計算
電子產品在使用過程中，難免會受到各種形式的振動沖擊，這類激勵通常具有隨機性和不確定性，迫使產品局部承受較大交變應力進而引起振動疲勞失效。本文將以顯卡模型為例，闡述如何使用ANSYS Mechanical聯合ANSYS nCode DesignLife進行隨機振動疲勞仿真。
大咖慧網絡培訓
2022年5月24日-26日，安世亞太大咖慧推出電子行業疲勞壽命專題線上培訓，專題講座包含：隨機振動載荷下支撐構件疲勞壽命評估、PCB電路板中的焊點可靠性分析、PCB電路板疲勞壽命分析內容，不容錯過。
報名方式
案例背景描述
計算幾何為簡化的顯卡模型，見下圖。PCB板、金屬支架材料為結構鋼，其余構件簡化為鋁合金。金屬支架左側3端面固定支撐，隨機振動載荷類型為G加速度譜，方向為Y向，具體數值見圖，計算該工況下的疲勞壽命。
圖 1模型
圖2 G加速度譜
1、仿真流程搭建
為提升計算效率，本例采用MSUP諧響應分析聯合nCode進行隨機振動疲勞仿真。具體模塊搭建如下：
圖 3仿真流程
注：使用該方法進行隨機振動疲勞計算時，需先將nCode模塊拖拽至“modal”模塊處，然后再將“Harmonic Response”的solution與“nCode”的solution相連，完成流程搭建。若直接將“Harmonic Response”與“nCode”相連，在后續提交計算時，軟件會提示沒有材料數據，無法進行求解計算。
展開 復合材料疲勞仿真
有沒有大佬做復合材料高周疲勞仿真的，想有償請教些問題。
仿真應用 | 基于Fatigue Tool應力疲勞強度評估
現實生活中，結構失效的80%以上屬于疲勞失效，并且疲勞失效具有突發性，失效前沒有明顯的征兆。隨著制造業競爭愈加激烈，在設計研發過程中對零部件進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，為懸臂梁結構。嘗試進行應力疲勞強度評估。
材料疲勞參數
使用EngineeringData的自帶材料Structural Steel的疲勞參數：
網格
插入Body Sizing，設置如下：
網格設置
網格劃分結果如下：
網格狀態
主應力結果
最大主應力（Average，平均節點應力）：
最小主應力（Average，平均節點應力）：
應力幅：
因為本案例為簡諧作用力，可認為應力幅為：
（111.76+112.39）/ 2=112.075MPa
應力疲勞強度評估
Fatigue Tool的設置：
求解鋼棒的壽命，下圖結果表明，鋼棒中部倒圓角處的疲勞壽命最低，為217030個載荷循環。
手算驗證
根據仿真軟件計算壽命217030，結合材料的疲勞參數S-N曲線，通過樣條插值，反推應力幅為112Mpa。
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