循環載荷模擬的案例
【iSolver案例分享62】鋼結構梁柱接頭的循環載荷模擬
第二個案例是《薄壁板加固和內置工字鋼梁的復合混凝土柱軸向壓縮模擬》。這個案例旨在評估iSolver在處理包含多材料、多零件復雜結構中的力學計算表現。結果表明，在該案例中，iSolver在30個計算輸出上與Abaqus完全一致，顯示出其強大的計算能力。
對上述兩個案例感興趣的讀者可以在技術鄰網站上搜索標題以了解詳情。這兩個案例從不同角度考察了iSolver的能力，但在載荷的使用方面仍顯得相對簡單。在本案例中，我進一步使用循環載荷對鋼結構梁柱接頭的變形行為進行模擬，并將結果與Abaqus進行對比，以評估iSolver在更復雜載荷下的計算能力。
1 模型介紹
循環載荷是指隨著時間推移反復對材料施加應力或應變，導致材料經歷交替加載和卸載的過程。在循環載荷作用下，彈性變形在卸荷過程中會恢復，但不可逆的變形會保留下來，是研究材料疲勞和失效的關鍵因素。
如果結構鋼構件承受足夠振幅的周期性變化載荷，即使單個循環中的最大載荷遠小于導致屈服或斷裂所需的載荷，它也可能在一定次數的重復載荷后失效。
在本模型中，結構被建模為二維殼零件。柱子的兩端采用固定的邊界條件，載荷施加到鋼梁的末端。
展開 基于hyperworks/ncode支架正弦波循環載荷/白噪聲載荷E-N疲勞壽命分析 ￥15
在疲勞壽命分析部分，主要是結合前面在hyperworks中靜態強度CAE分析下的相應結果文件，導入到Ncode軟件中進行相關疲勞分析，進而得到支架在循環載荷（正弦波循環載荷/白噪聲載荷)下的疲勞壽命，從而作為工程結構改進的理論依據。
正弦波循環載荷下疲勞壽命分析：
損傷云圖
壽命云圖
白噪聲載荷下疲勞壽命分析：
損傷云圖
壽命云圖
具體模型及相關說明文件見附件。
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正弦波循環載荷下疲勞壽命分析：
損傷云圖
壽命云圖
白噪聲載荷下疲勞壽命分析：
損傷云圖
壽命云圖
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正弦波循環載荷下疲勞壽命分析：
損傷云圖
壽命云圖
白噪聲載荷下疲勞壽命分析：
損傷云圖
壽命云圖
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展開 
AnsysWB-基于熱循環載荷的焊球熱應力仿真 ￥15
由于反復接通和斷開電源，微電子元件受
</div><div contenteditable="false" width="100%">
到熱循環的作用，因此，焊點處出現裂紋，斷開了芯片與印刷電路板的連接，從而導
</div><div contenteditable="false" width="100%">
致故障。
</div><p>本例基于 “非線性結構材料模塊”中的模型 “黏塑性焊點”。</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202512/attachment/cfacfaa56fd948108d043c368bd3c241.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
<img src="https://img.jishulink.com/202512/attachment/cfacfaa56fd948108d043c368bd3c241.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202512/attachment/cfacfaa56fd948108d043c368bd3c241.png?
展開 循環載荷下電子元件的界面層裂擴展
此外，還討論了去除內聚力以后特定裂紋長度循環載荷下的裂紋擴展曲線（考慮了80個循環），如下圖。這里明顯考慮了材料的彈塑性，卸載以后不會再回到原來的位置，產生了永久的塑性變形。
有關案例的其余內容，筆者在此不再做詳細的介紹，具體可以參考附錄的PDF文檔。
案例標簽：斷裂力學 擴展曲線 J積分 內聚力
循環載荷下電子元件的界面層裂擴展 .pdf
ANSYS中的循環載荷加載，最易理解的案例來了！
本文的主要目的就是展示在ANSYS中循環加載是如何實現的。
計算結果
橡膠塊循環拉伸變形結果（可以看到有四次循環變形）
本文以一個正方形橡膠塊為例說明，橡膠塊如圖約束（約束XY面節點Z自由度，約束XZ面節點Y自由度，約束YZ面節點X自由度）,在側面施加循環載荷。
計算模型示意圖
循環載荷施加正弦形狀的位移載荷，分為4個正弦周期，四個正弦周期載荷幅值分別為0.1，0.2，0.3，0.4，4個周期加載過后，橡膠內部積累的應力釋放。具體定義分為幾個步驟：
步驟一：首先定義4個周期載荷幅值向量。
*DIM,AMPL,ARRAY,4 ! Amplitude Vector Definition
AMPL(1)=0.01
AMPL(2)=0.02
AMPL(3)=0.03
AMPL(4)=0.04
步驟二：定義離散時間加載點
*DIM,SOLTIME,ARRAY,161 ! Time Vector Definition
SOLTIME(1)=0.0
*DO,I,2,161,1
SOLTIME(I)=SOLTIME(I-1)+0.1
*ENDDO
步驟三：計算每個時間點下的位移激勵大小,也就是正弦曲線上的y值大小。
*DIM,BC_X,ARRAY,161 !
展開 anasys將數組中的載荷循環加載問題 急！
模型是已經建好的，還有溫度載荷已知，現在需要將這些溫度載荷加載到相對應的節點上，節點很多，而且有24個時刻，每個時刻，節點的溫度都不同，想用循環語句去加載，但是出現的問題很多，下面是我的命令流文件，會的大神幫幫忙啊!
FINI
/CLE
/TITLE,ANALYSIS OF A ANTENNA
MODEL03
*dim,aaa,,7968,1,1
*dim,bbb,,432,1,1
*CREAT,MM
*VREAD,aaa(1),E:\ansys\model-3\temp1,txt,,7968,,,,,,
(1PE16.7)
*END/INPUT,MM
*CREAT,..
*VREAD,bbb(1),E:\ansys\model-3\temp2,txt,,432,,,,,,
(1PE16.7)
*END
/INPUT,MM
NSEL,ALL ！
展開 哈佛大學鎖志剛教授與西安交大盧同慶教授合作：韌性水凝膠在循環載荷下的裂紋敏感性
在許多承載的應用場景中，要求水凝膠能夠承受長期的循環載荷，例如，人工心臟瓣膜每年需要打開和關閉約3億次；膝蓋關節軟骨需承受幅值約2.5MPa的循環應力；透明揚聲器之類的水凝膠離子設備需要承受高頻振動；可拉伸的離子觸摸板需要承受周期性變形。在循環載荷作用下，水凝膠會表現出疲勞特征，包括模量、強度的退化，內部裂紋的成核和生長等。近年來，哈佛大學鎖志剛教授與西安交通大學軟機器實驗室團隊在水凝膠疲勞領域開展了深入的研究，在水凝膠疲勞性能的實驗測試與理論分析[1]、疲勞門檻值的提升策略[2, 3]、界面抗疲勞設計[4, 5]等方面取得研究進展。
圖1 兩種疲勞測試方法。(a)預置裂紋的試樣受到循環拉伸，記錄在不同能量釋放率下裂紋擴展的速率。(b)無預置裂紋的試樣受到循環拉伸，記錄在不同拉伸幅值λ下試樣循環直至斷裂的循環次數N。
材料的疲勞測試主要有兩大類方法。一種是在試樣中預置裂紋，施加循環載荷并記錄裂紋擴展速率（圖1a）。當施加的能量釋放率G低于疲勞門檻值Gth時，裂紋不擴展。從2017年開始，水凝膠疲勞測試主要基于這類方法，對所測試的各類水凝膠的疲勞門檻值進行實驗測試和理論分析。另一種疲勞測試方法是對不帶裂紋試樣進行循環加載拉伸至給定的拉伸比幅值λ或應力幅值，記錄其斷裂的循環數N（圖1b）。當施加的拉伸比低于疲勞極限拉伸比λe時，試樣被認為能夠承受無數次循環拉伸而不發生斷裂。本文采用第二類測試方法，以經典的雙網絡韌性水凝膠為對象，實驗測量并分析材料的λ-N曲線特征，重點關注不含裂紋的試樣的λ-N曲線和含不同裂紋尺寸的試樣的λ-N曲線的不同，如圖2所示。
展開 哈佛大學鎖志剛院士與西安交大唐敬達副教授JMPS: 玻璃纖維織物在循環載荷下的撕裂行為研究
對于寬度較大的試樣，循環載荷下的門檻值力比單調載荷下的臨界撕裂力低一個數量級。
圖5 玻璃纖維織物在循環載荷下撕裂
4.結論
圖6 玻璃纖維織物的不同撕裂模式在力幅值-試樣寬度平面上的相圖；空心點為單調載荷下的數據點，實心點為循環載荷下的數據點。
該文章研究了循環載荷下玻璃纖維織物的撕裂，在不同的試樣寬度和力幅值下，可觀察到三種不同的撕裂模式：橫向纖維的抽出；橫向纖維的抽出和縱向纖維的斷裂；橫向纖維和縱向纖維的斷裂。
圖6中，空心方點表示單調載荷下撕裂力的均值，實心方點表示循環載荷下的數據點。對應每個給定寬度的玻璃纖維織物試樣，均存在一個臨界力Fc和一個門檻值力Fth。臨界力為在單調荷載下玻璃纖維織物撕裂的峰值力。給試樣施加一個幅值為F的循環力，若幅值低于門檻值力F<Fth，那么循環加載無法使織物發生疲勞裂紋擴展。若Fth < F < Fc，則玻璃纖維織物會在一定周數后撕裂。對于較寬的試樣，門檻值力與臨界撕裂力的差值較大，Fth <<Fc。門檻值力與單根紗線抽出峰值力相近，且隨紗線長度的增加而增大。這表明，在循環荷載作用下，裂紋的疲勞擴展是由于橫向紗線的抽出引起的。
論文第一作者為西安交通大學航天航空學院碩士生劉豐愷，通訊作者為西安交通大學唐敬達副教授和哈佛大學鎖志剛教授。
上述研究得到了國家自然科學基金重點國際（地區）合作研究項目、面上項目、青年項目等資助。
展開 基于XFEM的裂紋擴展仿真過程詳解和仿真經驗交流（二）（包括直接循環載荷步疲勞裂紋擴展分析） ￥20
然后在create interaction中設置初始載荷步允許裂紋擴展
圖5.1 定義裂紋富集域
圖5.1 允許裂紋擴展
定義其他接觸條件：一般定義硬接觸就可以了，在contact property > mechanical > normal behavior >Hard Contact,對于受壓縮載荷的情況這里會有所不同，要考慮到裂紋閉合效應，需要定義其他的接觸準則。
（6） 定義載荷步：這里要做的是疲勞裂紋擴展，在載荷步的定義問題上網上存在一些分歧，有人認為裂紋擴展是準靜態過程，應該定義通用靜態載荷步，然后在載荷模塊使用循環載荷；還有人認為裂紋擴展是受交變載荷的疲勞過程，應該采用專門的direct cyclic分析步。筆者同意后者的觀點，因為前面那種我沒做出來。
圖6.1 direct cyclic載荷步及其參數設置
數據說明：
basic頁面定義的1為載荷步的總時間，但在隱式求解中它并不是真實意義上的時間，這個不用改；
incrementation 頁面定義的是增量步的相關信息，將一個載荷步離散為多個增量步進行迭代求解，可以選用自動增量步或者固定增量步，最大總增量步（10000）和增量步大小（0.01）是兩種離散的方法，實際的增量步為min（總時間除以增量步大小，最大總增量步），根據你的要求進行設置，看你是想獲得準確的增量步還是增量步數。最大迭代次數（1000），顧名思義是迭代次數的上限，在解非線性方程組時采用的迭代求解方法，如果第m步迭代不收斂，第m+1步將上一步的增量步減半再次求解，否則乘以1.5再次求解，直到求解總時間達到1，在monitor可以清楚的看到這一過程。20,25,5是傅里葉級數的項數，與求解器有關，我也不是很清楚。
展開 
ABAQUS考慮屈曲的鋼筋滯回模型inp算例及循環載荷下鋼筋混凝土考慮粘結滑移單元inp算例 ￥3
1、本ABAQUS的inp算例模型是考慮了屈曲影響的滯回鋼筋模型（在附件中）；
2、本ABAQUS的inp算例模型是考慮了粘結滑移單元的鋼筋混凝土模型（在附件中）；
[模擬實例]440t循環流化床-燃燒-3維全尺寸模擬 ￥2000
440t循環流化床-燃燒-3維全尺寸模擬，難點：循環物質從出口逃逸的量=循環物質從入口增加的量，通過UDF實現，保持內部循環粒子守恒
溫度場：
濃度場：
視頻：溫度場
濃度場
本例子出售，價格2000元，有意者QQ 103614652
本人承接學生課題，碩士課題 5000元起步 ，博士課題 10000元起步，視難度增加費用。 如果你覺得價格高，請勿擾，非常感謝！
PFC模擬循環不排水雙軸 ￥50
這個算例可以看出離散元在模擬散體顆粒力學性質方面的優越性。因為我自己碩士大論文做的是有限元循環塑性本構，用的是下負荷面模型實現的循環特性，主要的模型參數多達12個。而在離散元中，我實際上的材料參數只有emod、kratio、fric這三個，當然如果孔隙率、級配也算的話就比較多了。下面講一下實現不排水循環雙軸的實現思路。
首先，不排水采用的方法為體積不變法。
dx=(-A/y^2)*dy
用這個可以根據豎向速度計算橫向速度，速度的方向如下圖。
如下圖為計算過程中面積的變化，有少許變化，但是這個量級可以看一下，很小。
如下圖為計算過程中的應力路徑變化。
這里已經算了一天了，基本上可以看出比較經典的滯回圈和液化現象。當p為0基本上可以認為是液化。
應力應變曲線也是比較經典的。這個可以自行和砂土實驗對比一下。
這里記錄了墻上力的變化，可以根據正應力的損失去計算靜水壓力。
注意：此處循環實現用的是勻速加載，監測應力到達一定值后反向。
展開 基于LAMMPS模擬Cu單晶疲勞循環加載過程
關鍵詞：循環載荷；Cu單晶，塑性變形，位錯，lammps
循環載荷是指在外力作用下，材料或結構經歷周期性應力或應變變化的現象。這種周期性變化通常是由于機械振動、疲勞測試、交變工作環境等因素引起的。循環載荷的大小和方向隨時間呈規律性變化，可以是正弦波、方波或其他形式的波形。循環載荷的影響一般采用應力-應變曲線或疲勞壽命實驗來確定。通常根據材料在循環載荷下的應力幅值、應變幅值以及循環次數來定義其疲勞性能。應力幅值較小、應變幅值較小且循環次數較少的條件下，材料可能表現出良好的抗疲勞性能；而應力幅值較大、應變幅值較大且循環次數較多的條件下，材料則容易發生疲勞破壞。疲勞壽命是表征材料在循環載荷作用下抵抗破壞能力的參數，宏觀上可以通過疲勞實驗測量。但是，宏觀與微觀之間存在差異，例如，微觀裂紋的萌生和擴展在宏觀實驗中可能難以直接觀察。為獲得循環載荷作用下材料行為的分子模擬和實驗結果間的定量比較與普適性解釋，通常以材料內部的微觀結構變化為特征，極端情況是材料內部無損傷和完全斷裂，介于兩者之間的所有其他狀態都可以認為是不同程度的損傷累積。
分子動力學在研究材料的循環加載行為及其微觀作用機理方面正逐漸展現出不可替代的價值。以銅（Cu）為例，作為廣泛應用的工程材料，其力學性能和循環加載下的響應特性是科研和工業界關注的焦點。選取面心立方（FCC）結構的Cu作為研究對象，其晶格參數來源于標準的晶體學數據庫，典型的Cu晶格參數為a=b=c=3.615?，α=β=γ=90°，形成高度對稱的立方晶胞結構。為了模擬實際材料中的加載情況，首先需要構建一個足夠大的Cu單晶模型，確保模擬結果能夠反映材料的宏觀行為而不受模型尺寸的限制。
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