疲勞模擬的案例
如何在 COMSOL 中模擬接觸疲勞
在 COMSOL Multiphysics? 中對接觸疲勞進行建模
我們可以用兩種方法在 COMSOL Multiphysics 中建立接觸疲勞模型。一種方法是在兩個物體的界面上創建一個接觸對。必須對兩個物體都進行建模，并且必須沿著兩個接觸界面應用精細的網格。這種類型的接觸模擬往往計算量很大。
模擬接觸疲勞的另一種方法是使用與赫茲有關的經典解，用于兩個具有彎曲表面的彈性體之間的接觸，這在接觸力學的研究中有所描述。接觸中的一個物體被接觸壓力的分析解所取代，該壓力在另一個物體的表面上被指定。我們可以通過以下方式來實現。
在參數節點中指定接觸特性，如最大壓力和接觸軸，作為參數。
在變量節點中，將表面上某一特定位置的接觸壓力表示為變量
將接觸壓力指定為另一物體表面的邊界載荷
這樣做以后，我們就不需要對其中一個物體進行建模，這就減小了模型的大小。由于對所產生的應力狀態的準確解析需要一個精細的網格，任何減小模型大小的技術在接觸疲勞建模中都很重要。
為接觸物體的接觸壓力指定一個分析解的設置。
第二種技術是 COMSOL 疲勞模塊的案例庫中的兩個教程模型中所采用的：長期接觸疲勞和線性導軌中的滾動接觸疲勞。在第一個例子中，一個球形壓頭在被測材料上被反復壓緊和釋放。在第二個例子中，一個球形滾動元件沿著一個滾道槽移動。
兩個模型中的特征幾何長度都是幾毫米，這相當于球形物體的接觸半徑。接觸區的特征長度約為該測量值的十分之一。在長期接觸疲勞的例子中，壓頭的半徑為 7 mm ，接觸半徑為 260 μm。對于滾動接觸疲勞示例，滾動元件的半徑是 2 mm，兩個接觸橢圓軸分別是 161 μm 和 36 μm 。
展開 達索系統SIMULIA Abaqus在發動機缸體疲勞試驗模擬分析中的應用
有限元結算結果與缸體疲勞試驗結果趨勢完全一致。
圖7. 修正載荷后應力與變形計算結果
6、結論
缸體疲勞試驗的裝夾工藝嚴格控制后，經過多輪試驗驗證，未發生缸口位置異常開裂現象。
利用Abaqus軟件進行發動機缸體疲勞試驗模擬分析，有效的解決發動機缸體缸口位置異常開裂的試驗問題。Abaqus軟件強大的非線性求解能力，能夠精確地模擬發動機結構的真實受力狀態，有效的指導實際生產、試驗中出現的結構強度問題。
參考文獻：
1. 石亦平，周玉蓉. Abaqus有限元分析實例詳解.北京：機械工業出版社，2006.
2. 陳學罡，吳鵬. 發動機氣缸體疲勞試驗.汽車工藝與材料，2014（1）：32-35.
3. 江丙云，孔祥宏，羅元元. ABAQUS工程實例詳解. 北京：人民郵電出版社，2014.
來源：達索系統
展開 ABAQUS能進行疲勞試驗模擬嗎
可以使用Python腳本或者用戶子程序模擬疲勞試驗，獲取應力-壽命數據嗎
ABAQUS的擴展有限元做疲勞裂紋模擬
請問各位大佬，用ABAQUS的XFEM做疲勞裂紋的模擬，如何得到裂紋長度隨壽命的關系曲線，就是后處理如何獲得裂紋長度
擴展黃永剛原始晶體塑性程序加入AF背應力模擬金屬疲勞問題 ￥800
擴展黃永剛原始晶體塑性程序加入AF背應力模擬金屬疲勞問題
參考文獻：《Low-cycle fatigue life prediction of a polycrystalline nickel-base superalloy using crystal plasticity modelling approach》
在原始程序中修改流動方程，加入背應力項，引入運動硬化項，從而可以描述多晶金屬循環加載中的包辛格效應
背應力的演化遵循AF模型
并使用原始的PAN模型描述滑移系統的硬化行為
為了表征多晶的疲勞壽命，引入兩類疲勞指示因子分別為
一：累計塑性滑移
二：累計能量耗散
展開 6110 曲軸殘余應力數值模擬及疲勞強度分析
6110 曲軸殘余應力數值模擬及疲勞強度分析------- 吉大碩士論文
軸疲勞.rar
基于子模型-全局模型技術的微動疲勞Abaqus有限元分析
1計算任務的描述
交變荷載作用下金屬板材及構件的微動疲勞問題是復雜服役狀態下土木工程結構及設備所面臨的主要挑戰和難題。本說明書首次提出了基于子模型和全局模型技術的微動疲勞有限元模擬方法，并利用晶體塑性有限元方法模擬了pad和軸向體應力作用下specimen的微動疲勞過程，并根據等效塑性應變分布云圖識別出模型內部和接觸表面最先發生起裂的薄弱部位。我們所提出的方法考慮了試樣晶粒尺寸、形態和組構等細觀特征，克服了宏-細觀尺度耦合問題，可從物理層面分析試樣的微動疲勞特征并預測其初始起裂壽命。
本計算任務書主要說明了利用Abaqus軟件完成的300次循環加載的微動疲勞模擬結果。
2 仿真計算采用的設備基本情況（CPU、內存等）
計算采用移動工作站Dell Precision 7550，CPU為至強W-10885M四核處理器；內存為128GB。
3 計算模型的處理技術
（1）子模型-全局模型耦合技術
（2）晶體塑性有限元模擬技術
圖1 計算模型設計（a為接觸半寬）
計算模型采用了子模型-全局模型耦合技術。模型尺寸如圖1所示。
子模型微動疲勞模擬技術可歸納為如下步驟：(a)第一步，分別建立粗網格全局模型和局部區域細化的子模型，并沿子模型邊界部位切割全局模型；(b)第二步，對宏觀全局模型進行微動疲勞分析，并保存子模型邊界附近的分析結果；(c)第三步，定義子模型邊界，設置各個分析步中的驅動變量(driven variables)，并對細觀子模型進行微動疲勞分析；(d)第四步，比較全局模型和子模型在子模型邊界附近的分析結果，驗證子模型設置的有效性。
4 方法計算的機時耗費情況
計算耗費時間約20個小時。
展開 基于XFEM技術模擬二維平板疲勞裂紋擴展-Abaqus軟件（附視頻教程）
利用Abaqus軟件做材料的疲勞裂紋擴展的模擬分析，早在2009年就已經在SIMWE論壇上看到有人發布相關的例子了，但是沒有說出來具體CAE操作流程，雖然有inp文件，但是文件中某些關鍵詞在CAE模塊中并不支持，所以對于新手小白來說，想要做出疲勞裂紋的擴展，有點難度。本人兩個月前開始接觸疲勞裂紋的模擬，先前是一直在做靜載荷條件下的裂紋擴展，兩者都是利用XFEM技術，后者的教程在網上較多，但是前者的教程，就像前面提到的，少之又少。
同時，在Abaqus的幫助手冊里，同樣可以找到關于基于XFEM技術模擬低周循環載荷下，疲勞裂紋的擴展的相關例子，提供了inp文件，附在本文的最后，有需要的朋友可以下載來看看，也可以自己到幫助手冊里找找出處。
好的，說了這么多，現在開始正式進入本篇教程的干貨內容，基于本人也是還在新人階段，此分析模擬是源自于幫助手冊中的例子，但是邊界條件與手冊中有所差別，所以教程中有疏漏或者出錯的地方，還請各位朋友，注意鑒別，提出指正批評。
已經抽時間錄制好了視頻教程：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c11094
需要看視頻教程的朋友，可以點擊鏈接觀看。
【例子背景信息】一塊3X3m的二維平板的頂部與底部受到方向相反的循環變化載荷，頂部受到峰值為8X10-5m位移載荷，底部受到峰值為-8X10-5m位移載荷，二維平板存在一條長度為0.3m的預制裂紋，位置如下面模型圖所示。采用Direct cyclic分析步，實現受載過程的分析。
展開 ABAQUS低周循環疲勞LCF模擬三維疲勞裂紋擴展一些經驗 ￥2.6
ABAQUS中的LCF(LOW CYCLE FATIGUE功能結合XFEM和PARIS法則可以模擬裂紋的疲勞擴展，計算裂紋每前進一步所需要的循環次數。下面給出了具體的C3、C4與Paris參數的計算過程，和自己看論文等的一些總結與經驗，關于step的一些調整等，后面做了一個三維平板的案列，案例參考文獻中的參數，結果與文獻中較為符合，參考文獻和CAE也給出。
關于舉辦Workbench結構靜強度、振動、沖擊、疲勞試驗模擬有限元計算方法與工程應用線上培訓班的通知
通常情況下
汽車工程、船舶工程、家電、軍工、航空航天、工程機械、軌道交通
等領域產品在實際使用過程中不僅會遇到簡單靜強度破壞問題而且還會遇到各種更復雜的情況，如振動、沖擊、疲勞等現象，控制不好往往會使零部件壽命縮短、機械系統產生巨大噪音、影響產品可靠性，進而帶來巨大安全隱患。市面上多數培訓、教材只是針對有限元軟件基礎操作，缺乏實際工程應用背景，對于解決實際工程問題幫助不大。
特此開設基于ANSYS Workbench仿真平臺，結合理論分析及具有代表性的20個工程實例，對結構靜強度、振動、沖擊、疲勞、試驗模擬等多個方面進行培訓，幫助學員提升軟件操作能力、理論分析能力以及解決工作過程中遇到實際工程問題的能力。
展開 關于冷熱交替疲勞的模擬
本人是新手，由于最近要做冷熱交替疲勞分析，請各位大拿教我該怎么做，謝謝各位
基于LAMMPS模擬Cu單晶疲勞循環加載過程
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。
圖1 (a)循環載荷加載曲線；(b)分子動力學模型
模型采用第三章中的 (100) 取向立方結構模型，X、Y、Z 三個方向分別對應于 [100]、[010]、[001] 取向,三個方向均采用周期性邊界條件以消除邊界效應。
展開 【EDF開源CAE案例】Code_Aster對汽輪機套環的疲勞損傷與裂紋擴展模擬
由于汽輪機運行工況的周期性特點，汽輪機套環易發生疲勞損傷現象，從而導致套環產生細微裂紋，或是導致已有的裂紋擴展。
法國電力公司為了評估套環的安全性和生命周期，使用Code_Aster的疲勞計算模塊進行了靜力加載的裂紋擴展分析和循環加載的疲勞裂紋擴展分析。
02
理論基礎—斷裂和疲勞擴展的原理
斷裂的基本類型有三種：
張開性裂紋（Ⅰ型）
滑開型裂紋（Ⅱ型）
撕開型裂紋（Ⅲ型）
材料和結構的斷裂與否常由應力強度因子（Facteurs d‘intensité de contraintes）與材料的標準臨界值K c對比來判斷，而Ⅰ型裂紋在實際工程應用是最容易斷裂的裂紋類型。
斷裂的三種類型
應力強度因子計算公式：
能量釋放率公式：
對于線彈性材料：
如果K < KIC，材料不發生斷裂；
如果K > KIC，材料發生斷裂，裂紋擴展。
疲勞問題的載荷通常以周期性的形式存在，此時的應力強度因子也隨加載規律而呈現周期性變化，材料的裂紋擴展則需要用另一種方法來計算：
疲勞裂紋擴展速率
即用裂紋長度的增量和交變應力的循環次數增量的比值來定量計算，表示交變應力每循環一次裂紋長度的平均增量。
根據Paris提出的公式
來推得每次循環的應力強度因子的峰值
和材料的疲勞斷裂臨界值
對比
判斷材料的裂紋是否會發生擴展（僅適用于短裂紋）。
展開 2006年會msc.fatigue論文--副車架疲勞臺架試驗的有限元模擬
副車架疲勞臺架試驗的有限元模擬
1.JPG
副車架疲勞臺架試驗的有限元模擬.pdf
副車架疲勞臺架試驗的有限元模擬.pdf
結構振動、沖擊、碰撞計算、動力優化設計、振動疲勞分析與振動臺試驗模擬
2、基于加速度法的結構振動計算
3、基于位移法的結構振動計算
4、基于大質量法的結構振動計算
5、基于大剛度法的結構振動計算
工程實例-1：質量點-彈簧振動系統的加速度法模擬
工程實例-2：質量點-彈簧振動系統的位移法模擬
工程實例-3：質量點-彈簧振動系統的大質量法模擬
工程實例-4：質量點-彈簧振動系統的大剛度法模擬
工程實例-5：基于加速度法的高層建筑地震響應模擬
工程實例-6：基于大質量法的大跨剛構橋地震非一致激勵動力分析
工程實例-7：基于位移法的大跨度橋梁的地震非一致激勵動力分析
結構振動臺試驗模擬技術
1、概述
2、振動臺與結構模型的連接
3、oct/min和dB/oct的含義及其在ANSYS中的定義方法
4、正弦定頻試驗模擬方法
5、正弦掃頻試驗模擬方法
6、隨機振動試驗模擬方法
7、沖擊試驗模擬方法
8、時域激勵振動試驗的模擬方法
工程實例-1：貨架結構正弦掃頻的振動臺試驗模擬
工程實例-2：核安全殼沖擊試驗的大質量法模擬
工程實例-3：電動汽車動力電池箱隨機振動試驗仿真
工程實例-4：基于位移輸入的建筑縮尺模型振動臺試驗過程的時域仿真計算方法
結構動力優化
1、結構優化設計簡介
2、優化設計中常用術語
3、結構優化方法與計算設置原理
4、結構動力優化原理
5、結構動力優化的分析系統
工程實例-1：基于FEM-GA（有限元-遺傳算法）的主軸振動特性優化計算
工程實例-2：基于動力優化設計的多盤轉子臨界轉速提升方法
結構振動疲勞壽命計算
1、隨機振動疲勞背景
2、疲勞計算方法對比
3、S-N曲線的描述
4、疲勞累積損傷理論
展開 