頻域疲勞計算
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
頻域疲勞計算的視頻教程
ABAQUS疲勞分析專題-汽車懸置架疲勞分析-預制裂紋循環載荷下的疲勞裂紋擴展-腐蝕鋼絲疲勞壽命計算等
腐蝕鋼絲疲勞壽命計算 腐蝕是疲勞裂紋擴展過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算，使用ABAQUS的腐蝕模型來考慮環境因素對材料疲勞性能的影響。我們將探討如何通過腐蝕損傷模型描述鋼絲的損傷積累過程，并結合實驗數據進行驗證。課程將講解如何在ABAQUS中進行腐蝕疲勞分析，幫助學員更好地理解和預測腐蝕鋼絲在不同環境條件下的疲勞壽命。
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汽車底盤控制臂疲勞分析（疲勞分析所用軟件ncode，附加femfat及fesafe計算結果）
hypermesh前處理（幾何清理、網格劃分、如何導出被abaqus識別的網格文件） abaqus定義載荷（定義載荷、添加約束） ncode疲勞計算 附加femfat和fesafe疲勞計算結果 本課程旨在教會大家用ncode進行疲勞分析，step by step的視頻教學，希望對大家有所幫助
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NCODE疲勞計算工程實踐專題研討
NCODE疲勞計算工程實踐專題研討 適用人群：仿真工程師；理工高校學生；疲勞相關項目工程師 NCODE疲勞計算工程實踐專題研討（免費）【已結束】 直播時間：2023-08-22 19:30:00 研討NCODE軟件工程問題，學習疲勞分析工程項目相關注意事項，不同問題的相關處理方法。
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頻域疲勞計算的實例教程
每個應力循環引起的損傷可以用材料的壽命曲線（SN Curve）來計算。壽命曲線（SN Curve）表述了在一定的應力幅度（S）下，材料失效所需的載荷次數（Nf）。在N次載荷下，材料的損傷可以從材料失效所需的載荷次數的比例關系得到。用Palmgren-Miner 累計損傷法可以表達為：
Ni是某一個特定應力幅值/平均的加載次數；i是幅值和平均值組合的可能個數；Nf在特定幅值和平均值組合的應力下材料失效的加載次數；這樣就可以用材料失效的比例關系表達來累計損傷。部件的疲勞損傷可以用下式表示：
頻域疲勞分析方法
基于頻域的快速疲勞壽命計算的需求是在上世紀80年代首先從海洋工程來的。需要設計大型海洋平臺同時需要避免疲勞損傷。由于結構很大而且載荷組合太多時域響應計算非常困難。波載荷風載數據可以用頻域的功率譜密度表示，顯然利用頻域分析加快疲勞壽命計算更合理。問題是如何利用應力的功率頻譜密度來得到足夠精確的疲勞壽命計算結果。
頻域振動疲勞分析的方法是直接利用應力的頻域功率普密度（PSD）來再現應力時間歷程，并用式（1）和（2）來計算疲勞壽命。
頻域是表述時域信號的另一種形式，現在x軸代表頻率而不是時間。把時域信號轉換到頻域時，我們把信號傳換成離散的，不同幅值/頻率/相位的正弦波。這些正弦波疊加起來就是原來的時間歷程。這種把時域信號轉換正弦信號的方法稱為“傅里葉變換”。每個正弦矢量有一個幅值和相位。
實際上我們常常把頻域信號表達為“功率頻譜密度（PSD）”圖。這個歸一化的圖表述了每個正弦波對于其頻率的均方值。圖2是一個典型的功率頻譜密度（PSD）。正弦波的均方值是通過計算PSD曲線下某一個頻率范圍的面積得到的。均方值可以用式（3）來計算。
圖2.
展開 頻域振動疲勞計算的最新技術（二）
MSC Nastran的頻域振動疲勞壽命預測(NEVF)的工程應用
概述
在《振動疲勞計算的最新技術（一）》里，我們比較了準靜態、時域振動和頻域振動三種疲勞損傷計算方法以及它們的適用范圍， 并介紹了MSC
Nastran最新推出的頻域振動疲勞壽命預測(NEVF)的功能及其技術突破與優勢。本文介紹MSC
Nastran的頻域振動疲勞壽命預測(NEVF)的實際工程應用。
北美商用車發動機生產巨頭納威司達（Navistar）公司利用NEVF對某裝在冷卻模塊頂部的散熱器托架進行了疲勞損傷和壽命計算，該托架承受載荷是正弦掃描和振動臺隨機的組合載荷。納威司達公司在2017年6月瑞典斯德歌爾摩召開的
NAFEMS 國際會議上發表了其研究結果。這個應用案例具有普遍性，其它行業可以借鑒和參考。
正弦掃描 + 隨機振動的疲勞分析（納威司達（Navistar），Ramesh Gannamani）[1]
20世紀80年代已經出現有效計算寬帶隨機振動的方法，而且商業軟件（比如MSC Nastran）中提供了應力響應的功率普密度計算功能，也有了時間歷程的雨流計數法以及疲勞損傷的預測手段。但是在日常的開發設計中，仍然存在一些問題和局限。
首先，對于大型計算模型，為了進行疲勞分析，必須生成和儲存應力傳遞函數，這些文件非常龐大。作為一種后處理的疲勞壽命計算，對于大型計算模型來說很困難。另外，不能實現隨機載荷與確定載荷的組合也是一個實際的瓶頸，而類似MILHDBK-810G的標準環境測試普遍需要該項功能（圖1）。幸運的是MSC
Nastran最新推出的頻域振動疲勞壽命預測(NEVF)能夠很好地克服這個瓶頸。
展開 這樣他就可以簡單地把有限元模型的傳遞函數乘上激勵的PSD(Power Spectrum Density)得到應力的RPSD(Response Power Spectrum Density)，根據計算結果設計人員便可以判斷發生疲勞的部位。由于計算傳遞函數的過程中使用了模態疊加法，還可通過RPSD知道引起該部位的疲勞損傷的主要局部模態，進而提出改進方案。
汽車零部件頻域分析：
2. 頻域分析與時域分析的比較
已經有大量研究表明：對于所研究的大多數模型，時域和頻域之間有很好的一致性。這兩種方法都考慮了結構的慣性，這一點非常重要。因為汽車應用的實際情況，振動環境中存在大量可引起結構共振或高響應的頻率成分。這些引起共振或高響應的振動形式是被慣性力和阻尼主導的。
頻域分析在計算效率上具有極大的優勢，當結構被簡化為線性有限元模型時，則具備了頻域分析的基礎條件。
頻域分析中普遍采用了模態疊加法，這種方法使用模態結果作為輸入進行計算。當發現高損傷區域時，我們可以調取這個區域的RPSD結果，根據RPSD結果的峰值找到對應的模態振型。根據模態振型通常可以判斷出改進方向。但由于模型被簡化為線性模型，結構與結構的接觸部位無法得到準確的應力值。以我司產品為例，綁帶和抱箍的應力無法在頻域分析中計算。
基于模態疊加法計算時，由于主要的計算量在模態計算和頻響計算時已經完成，模態結果和頻響結果與載荷具有無關性。因此，當載荷改變時模態結果和頻響結果可以重復使用，因此在效率上具有壓倒性優勢。
頻域分析在廣泛的激勵頻率下對產品進行了考察，不同頻率激勵的能量大小使用PSD譜進行描述。
時域分析是用于分析結構承受任意的隨時間變化載荷動力響應的一種方法。
展開 尊敬的LS-DYNA客戶：
為幫助廣大用戶更快了解和掌握LS-DYNA中振動、噪聲、疲勞和頻域分析功能，并探討這些功能在汽車仿真計算中的應用，上海仿坤軟件科技有限公司將于2019年4月25~26日舉辦LS-DYNA的NVH, 疲勞和頻域分析培訓。
一、培訓時間、地點、培訓人數、及培訓方式
培訓時間： 2019 年4 月 25~26 日(共1天半）
培訓地點：上海市閔行區閩虹路166弄中庚環球創意中心1號樓30樓會議室
培訓人數：學員人數為 20～30 人。
為保證培訓質量，學員人數不超過30 人。以培訓匯款收到時間為先后順序。
培訓方式：課堂集中授課、互動研討。
培訓語言：中文
二、 培訓主講介紹及培訓內容安排
黃云 博士 LSTC技術專家
黃云 博士，2006年畢業于美國明尼蘇達大學土木工程系，加入LSTC后從事LS-DYNA內頻域分析功能的開發和工程應用。從2006年至今，黃云博士在LS-DYNA中開發了一系列頻域分析的求解器，如頻率響應函數、穩態振動、隨機振動、反應譜分析、基于有限元和邊界元方法的聲學計算以及疲勞計算等。這些頻域分析功能廣泛應用于包括汽車的NVH、發動機噪聲模擬、振動臺實驗的數值模擬、金屬結構壽命分析、運動器材音響品質分析、土木水利建筑和核電站的抗震分析等工業領域。
目標：
介紹LS-DYNA中振動、噪聲、疲勞和頻域分析功能，并探討這些功能在汽車仿真計算中的應用。課程包括理論講解及操作練習。
本課程適合需要進行車輛NVH或者其他振動、噪聲仿真計算（如飛行器振動噪聲，發動機輻射噪聲、機器的振動測試和模擬）的人員參加。本課程也對從事結構疲勞/耐久性/安全性分析的工程師和研究人員有用。
展開 根據第一部分中圖 2 的斯坦伯格三帶法進行計算，我們確定Rn=34.4。
因此，這個部件將無法滿足Rn小于1的要求。請注意，大部分損傷來自于3倍應力水平，這在金屬的這種方法中是很典型的。這個Rn值也對應著3.5分鐘的平均失效時間（測試持續時間除以上面括號中的值）。還值得注意的是，如果使用平均S-n數據（存活率為50%），Rn將等于0.01，平均失效時間為200小時。
斯坦伯格的方法對于說明隨機過程疲勞分析的基本概念很有用，但它有幾個缺點，影響了其準確性。一個是應力水平被歸為1、2、3倍標準差的三個類別，而實際上它們是在幅值上分布的。另一個是假設每個正零交叉意味著一個振動循環，這對于窄帶響應是可以的，但對于寬帶響應則過于保守。
還有許多其他頻域方法可用，它們與寬帶隨機響應的雨流計數結果有更好的相關性。其中一些包括Wirsching-Ligh方法、Gao-Moan 方法、Dirlik方法、Zhao-Baker方法等。從研究的參考文獻得出的結論是，Dirlik 方法、Tovo-Benasciutti方法和Zhao-Baker 方法應被視為頻域疲勞分析的首選方法。
目前關于Dirlik方法已經主流的疲勞計算軟件中嵌入并推選，比如nCode等。大家對頻域下的疲勞壽命計算問題和指導可以聯系。
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頻域疲勞計算的相關專題、標簽、搜索
頻域疲勞計算的最新內容
使用hypermesh插件生成ncode實體焊縫疲勞計算所用XML文件。
文末附tcl插件下載。
本文使用ANSYS Workbench對固定機翼進行疲勞計算，不涉及ACP鋪層，ACP鋪層后無法進行疲勞計算。需要機翼ACP鋪層強度校核對應模型文件和視頻，請選擇其他對應的付費文檔或者聯系作者獲得。
疲勞設置曲線
壽命圖及損傷圖，后文及視頻中具有詳細解釋，該處僅為結果展示。
進行疲勞分析
<h3 class="ql-align-justify">Altair官方線下培訓日程公布-10月23日，武漢，HyperLife 結構疲勞損傷耐久計算基礎培訓</h3><p class="ql-align-justify"><strong>線下培訓時間：2025.10.23-10.24（為期兩天）</strong></p><p class="ql-align-justify"><strong>培訓地點
參考文獻
機械振動與沖擊分析[M]. Christian Lalanne
風電塔筒門洞焊縫疲勞自動化計算程序，基于Python語言開發，可自動完成門洞有限元建模，求解，后處理及疲勞計算。
大家對頻域下的疲勞壽命計算問題和指導可以聯系。
Altair官方線下培訓日程公布-9月25日，北京，HyperLife 結構疲勞損傷耐久計算基礎培訓
線下培訓時間：2024.9.25-9.26（為期兩天）
培訓地點：北京
溫馨提示：
線下公開培訓僅支持報名后當天觀看線上直播，暫不提供回看錄播。
培訓席位有限，請至少提前一周報名，報名入口請耐心等待帖子更新或添加客服。
#線下培訓教室地點：
北京辦公室
Altair官方線下培訓日程公布-7月23日，武漢，HyperLife 結構疲勞損傷耐久計算基礎培訓
線下培訓時間：2024.7.23-7.24（為期兩天）
培訓地點：武漢
溫馨提示：
線下公開培訓僅支持報名后當天觀看線上直播，暫不提供回看錄播。
培訓席位有限，請至少提前一周報名，報名入口請耐心等待帖子更新或添加客服。
#線下培訓教室地點：
武漢辦公室
疲勞仿真計算主要應用領域：
§ 機械設計：用于分析和預測結構在循環載荷作用下的失效，如汽車、飛機、船舶等結構。
§ 航空航天：用于分析和預測航空航天器在飛行過程中的疲勞損傷，如飛機機翼、發動機等部件。
§ 汽車制造：用于分析和預測汽車零部件在使用過程中的疲勞損傷，如輪轂、減震器等部件。
§ 建筑工程：用于分析和預測建筑結構在風荷載、地震荷載等作用下的疲勞損傷。
本人編寫了基于等效結構應力的隨機振動疲勞計算程序，程序使用教程如下：
1. 軟件驗證
2. 建立有限元模型
3. 提取有限元模型的節點、單元信息
1) 導出有限元模型
2) 提取模型的節點及單元數據
3) 計算FullFaceShell包含的殼單元的法向向量
4. 計算模型的諧響應數據
1) 導出為有限元軟件能識別的模型文件
2) 模態分析
3) 諧響應分析
