疲勞仿真的案例
疲勞仿真計算分析與最佳圖形工作站硬件配置推薦20230927
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。
§ 其他領域：用于分析和預測各種結構在循環載荷作用下的失效，如橋梁、船舶、風力發電機等。
疲勞仿真計算主要研究：
1) 工程結構疲勞壽命預測：用于分析和預測工程結構在多次加載、振動或循環載荷下的壽命，以評估結構的可靠性。
2) 材料疲勞性能評估：評估材料在多次循環加載下的疲勞性能，以確定其使用壽命和耐久性。
3) 零部件和裝置的壽命評估：對汽車零部件、航空發動機部件、橋梁等設備進行疲勞壽命評估，以確保其在使用中不會發生疲勞斷裂。
疲勞仿真計算常用的仿真軟件有：
1) nCode DesignLife：專門用于工程疲勞分析和壽命預測的軟件，包括多種疲勞算法和材料模型。
2) Abaqus/CAE可以用于執行結構疲勞分析，具有強大的后處理和壽命預測功能。
3) ANSYS Mechanical可以用于執行結構和材料的疲勞分析，包括壽命預測和損傷累積分析。
4) LS-DYNA Fatigue：用于疲勞仿真，主要用于復雜結構、碰撞仿真等。
5) COMSOL Multiphysics：用于多物理場仿真，包括疲勞仿真、流體仿真、熱仿真等。
疲勞仿真計算常用的算法或求解器有：
§ S-N曲線法：根據試驗數據建立S-N曲線，然后根據S-N曲線計算結構的疲勞壽命。
展開 Siemens PLM Software 疲勞耐久性試驗及仿真技術交流會
為促進汽車及汽車零部件、工程機械及其他通用高端制造行業對疲勞耐久性試驗及仿真技術的認識與應用，Siemens PLM Software將于2016年12月8日在武漢舉辦"Siemens PLM Software疲勞試驗及仿真技術交流會"。技術專家將結合實際應用案例，圍繞LMS疲勞試驗與仿真解決方案最新的功能與應用及先進的工程方法，及如何解決實際工作中遇到的疲勞耐久性問題與大家進行交流。
常規巖土力學試驗主應力組成分析與疲勞仿真驗證
完成上述計算后，以巖土力學試驗中的有限元仿真試驗為例，進行主應力分布特點的具體分析[5]。在此過程中，采用數值計算的方式，進行力學試驗中相關數值的模擬，計算過程中，可按照表1，設定巖土力學試驗中巖土材料樣件對應有限元模型的技術參數。
表1 巖土力學試驗中巖土材料樣件對應有限元模型的技術參數
研究過程中，進行建立帶模板與不帶模具的仿真結構模型，將兩個模型標注為(1)、(2)，對樣件的底部節點施加全約束，將其頂部與豎向垂直方向發生耦合，在頂部的中心節點位置，施加一個垂直向下的作用力，將其作為主應力，構件的主應力分布如圖2所示。
圖2 主應力分布云圖
2 疲勞仿真驗證
2.1 建立疲勞仿真計算模型
通過上文試驗獲得主應力組成，將其大致分為三個部分，分別為：單軸貫入中的純壓分布、雙軸貫入中的純拉分布和純剪中的拉壓復合應力組成。結合上述得到的主應力組成方式下的疲勞荷載仿真算例，實現對研究試件在疲勞荷載方式下的主應力分布情況分析。該計算實例是一種以拉、剪、壓為交變應力的彈塑性材料為研究對象，以有限元方法模擬其疲勞加載特性。具體如圖3所示。
圖3 疲勞仿真計算模型
該模型是一種長方體，其長為101 mm，寬為50mm，厚度為50 mm。該疲勞仿真計算模型的彈性模量設置為2.03×105MPa，泊松比設置為0.2。在進行疲勞仿真的過程中，將模型的邊界條件設置為：左半邊上、下表面的節點Y向限制，左頂面X向連接，右半邊上、下表面的節點Y向連接。在施加力時，設計對左部頂面一個恒定壓力或拉力，即將模型X軸正向或負向作為施壓方向。在模型右部地面按照時間的變化重復施加沿Y軸方向的推力，該力為剪切力。按照上述操作循環加載，實現對研究試件疲勞荷載的施加。圖4為疲勞仿真計算模型加載方式示意。
展開 預測性能，耐久可靠 | 《ANSYS結構剛度及疲勞仿真解決方案》現已開放領取
1 結構強度剛度及疲勞仿真技術發展需求
2 Ansys結構強度剛度及疲勞仿真模塊功能介紹
· CAE前后處理、幾何訪問、幾何造型、有限元建模、分析集成及可視化
· 網格劃分
· 載荷及邊界條件施加
· 結果顯示及處理
· 結構力學求解器功能
· 非線性分析功能
· 復合材料結構分析功能
· 耦合場分析功能
· 多目標優化分析
· 疲勞分析
· 顯式動力學分析
· 多體水動力學模塊
3 Ansys nCode DesignLife 疲勞解決方案
· 疲勞仿真的重要性
· Ansys nCode DesignLife疲勞壽命仿真流程
· Ansys nCode DesignLife疲勞仿真功能
· Ansys nCode DesignLife優勢與價值
· Ansys nCode DesignLife常見應用案例
· 焊縫疲勞分析
· 高溫疲勞
· 熱和力疲勞
· 多軸應力/應變疲勞
· 振動疲勞
· 復合材料疲勞
4 Ansys電池振動疲勞仿真案例
· 新能源動力電池包PSD隨機振動疲勞壽命計算
· 動力電池包振動疲勞分析及改進
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[免費培訓]LMS疲勞仿真專題研討會（12.17,北京;12.19,柳州）
會議亮點：
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針對疲勞分析及建模方法，包括振動疲勞、熱疲勞及復合材料疲勞分析等
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詳細展現實際工程案例、獨特應用方法及具體分析結果
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德國疲勞仿真技術專家主講
隨著汽車設計的輕量化要求以及排放標準的日益嚴格。汽車設計工程師面臨著更加嚴峻的挑戰。新型材料的選擇，薄板結構的設計會伴隨更多疲勞問題的發生。疲勞仿真分析同時也變得更加重要。此次研討會涉及的內容包括先進的疲勞分析及建模方法，振動疲勞分析，熱疲勞分析以及復合材料疲勞分析等。
此次研討會您可以學到什么？：
如何高效且低成本的進行汽車疲勞仿真及試驗；
如何高效準確的進行焊接疲勞分析；
如何對動力總成系統進行建模及疲勞分析。包括振動疲勞及熱疲勞；
如何進行熱疲勞分析；
如何對復合材料進行疲勞分析，包括短纖維及層合結構；
復合材料的損傷模型
研討會還將重點介紹客戶的實際應用案例。對每個案例中涉及的項目目標，解決方案，項目最終結果進行展示。此外我們會重點介紹在這些案例中所用到的獨特的疲勞分析方法。研討會現場演示的內容會幫助大家更深一步的了解疲勞仿真領域都有哪些新的技術，以及Siemens PLM Software更新的解決方案。技術專家還將tigong具體的應用以及客戶案例。
研討會還包括了開放性討論的時間，參會者可以根據我們的產品或其他實際問題與專家進行討論。Siemens PLM Software在此誠摯的邀請您來參加此次的疲勞專題研討會。
展開 Ansys Mechanical內嵌nCode疲勞仿真工具
疲勞分析是分析結構受到周期性載荷作用下，結構應力遠小于強度極限情況，甚至結構應力比彈性極限還低的情況下就可能發生破壞的情況。Ansys nCode是國際著名的疲勞耐久性仿真分析軟件，其多個版本以前已經可以和Ansys Mechanical進行無縫以進行聯合分析。而在最新版的Ansys Mechanical 2020R2中可以進一步將nCode進行內嵌，完成結構分析后即可進行疲勞仿真設置，從而提高疲勞仿真效率。
已安裝完成nCode Embedded DesignLife
Embedded nCode 疲勞分析模塊
內嵌系統分析流程樹示意圖
Embedded nCode Designlife內嵌到Mechanical模塊中，需要使用到以下插件MechanicalEmbeddedDesignLife.wbex，其操作方法參見附錄。
下面是筆者實際工作中的一個疲勞仿真案例，說明如何在Ansys Mechanical中使用Embedded nCode分析工具。
如下圖，為某空調壓縮機模型，外殼通過三處安裝柱以螺紋形式進行固定，皮帶輪在外載荷作用下，帶動內部壓縮閥等部件轉動，進而實現空氣壓縮。由于壓縮機工作過程為高速運轉過程，同時其上的皮帶輪所受到的外部載荷具有較大的波動性，因此容易造成壓縮機殼體等部件在工作過程中發生疲勞失效，進而影響壓縮機的正常工作，從而需要對壓縮機殼體等部件進行疲勞仿真計算。
之前版本的Ansys Mechanical軟件需要在完成結構分析后，在拖入nCode的相應模塊進行疲勞仿真，如下圖所示。要進行疲勞仿真需要打開nCode界面，并在nCode模塊中進行設置，此種方式的優勢在于可以使用全面的nCode功能。
展開 [用戶培訓]7月17日振動噪聲測試和多體疲勞仿真技術研討會
在此次巡回技術交流會中，您可以全面了解振動噪聲測試工程和多體疲勞仿真的最新技術：
LMS工程師將詳細介紹系統的故障診斷和科學的工程方法，如何解決實際工作中遇到的振動、噪聲問題，結合LMS試驗解決方案，交流會上將深入講解振動噪聲相關試驗技術和分析方法，以及如何在開發過程中，更有效地優化產品振動噪聲性能。
同時LMS工程師會詳細介紹LMS多體動力學平臺級解決方案、多體動力學非線性耦合仿真技術、多體半實物仿真先進技術、混合路面和虛擬試驗臺架解決方案和疲勞仿真最新技術等。結合LMS多體動力學解決方案，交流會上將深入講解如何在實際工作中進行結構、電氣、傳動（液壓）、試驗等多學科耦合仿真，結構非線性仿真，半實物仿真等先進技術，以及如何在產品研發過程中，更全面地優化產品性能。
在此次巡回技術交流會中，您可以全面了解振動噪聲測試工程的最新技術，LMS工程師將詳細介紹系統的故障診斷和科學的工程方法，如何解決實際工作中遇到的振動、噪聲問題。結合LMS試驗解決方案，交流會上將深入講解振動噪聲相關試驗技術和分析方法，以及如何在開發過程中，更有效地優化產品振動噪聲性能。
在此系列專題研討會上，我們還將隆重推出全新的輕便智能數據采集系統LMS SCADAS XS。
展開 橡膠襯套疲勞仿真技術
5、橡膠襯套疲勞仿真典型案例
下圖是某懸置襯套的疲勞仿真計算結果。可以看出損傷最大位置和應力應變的最大位置是不同的，所以有必要進行疲勞仿真分析。
橡膠疲勞仿真技術，目前還有很多難題需要攻關解決。橡膠的大應變計算還是不穩定：比如橡膠材料種類繁多，不同產家的橡膠配方也不一樣，我們只完成了幾種橡膠的材料試驗，也花費了大量的經費，每種橡膠都進行材料試驗，肯定是不切實際的。比如，仿真結果與實際結果的差異，還需要進一步的對標。所以，橡膠疲勞仿真技術的發展，任重而道遠！
本文來自上汽安全與CAE技術
展開 疲勞試驗及仿真專題技術交流會(2016年3月)
疲勞分析至有限***（幾何）
疲勞分析之材料
焊接疲勞仿真解決方案
振動疲勞仿真解決方案
系統級疲勞仿真解決方案
15:15-15:30 休息 15:30-16:45 試驗設計/優化/加速
“載荷-臺架”試驗設計：將車輛測試轉化為試驗室環境下的試驗流程
臺架試驗優化及加速（包括應用案例）
外國專家簡介：
Henrique Abr?o現任Siemens PLM
Software的疲勞測試應用的高級BD，之前曾在巴西的西門子STS團隊任試驗產品的售前經理，負責包括振動噪聲領域、聲學和測試等產品。
展開 履帶鏗鏘，科技守護：大閱兵背后的橡膠疲勞仿真分析工作者
其中，坦克履帶的橡膠掛膠疲勞問題，就是影響裝備可靠性的關鍵因素之一。
技術突破：從實驗室到實戰應用
美軍M1A1主戰坦克曾面臨同樣的難題——履帶掛膠在復雜工況下容易出現疲勞開裂，直接影響裝備的作戰效能和安全性。通過應用Endurica橡膠疲勞仿真技術，美軍成功實現了對履帶掛膠疲勞壽命的精準預測，仿真結果與實物試驗高度吻合。
如果您對美軍M1A1坦克履帶橡膠疲勞仿真分析的詳細技術案例感興趣，歡迎聯系我們，我們將為您提供完整分析報告。
值得一提的是，這項技術不僅提升了產品的可靠性，每年還為研發節省了近200萬美元的試驗成本。通過材料測試與結構仿真相結合的方法，實現了在虛擬環境中就能發現問題、解決問題的創新突破。
科技報國：易瑞博的使命與擔當
作為Endurica在中國區的戰略合作伙伴，易瑞博科技始終致力于將先進的橡膠疲勞仿真技術用于國內裝備研發。我們的工程師扎根實驗室，反復測試材料、優化模型，以實際行動支撐國防裝備可靠性。雖不在閱兵現場，卻以技術默默守護戰車行進的每一程。我們堅信，真正的報國在于日常的堅守與實際的付出，易瑞博愿繼續以技術之力，默默守護國家的每一次前行。
科技強國的道路，需要更多同行者。如果您的項目也正面臨材料疲勞的挑戰，歡迎與我們交流。易瑞博愿與所有堅守實業的科技工作者一道，用專業與耐心，把每一個細節做到最好。
展開 基于MSC.Fatigue的帶孔板疲勞壽命仿真
4 結論
首先從有限元的角度對帶圓形孔的板的應力場及疲勞壽命進行了仿真，將仿真結果與疲勞實驗結果對比，驗證了該疲勞分析方法的正確性；其次用同樣的仿真方法對矩形孔板和六邊形孔板進行了應力場和疲勞壽命仿真，得出了3種不同孔口形狀的帶孔板的應力集中系數和疲勞壽命。
仿真結果表明：在其他條件相同的情況下，隨著孔的形狀逐漸的趨于圓，應力集中系數逐漸變小，疲勞壽命逐漸增大。
2013年10月29日（上海）LMS疲勞耐久性試驗及仿真技術文檔
LMS疲勞耐久性試驗及仿真技術高級培訓
耐久性是產品的重要性能指標，工程耐久性開發團隊常面臨的問題是，用戶將如何使用產品？需要滿足什么樣的耐久性能？機械產品的使用環境(城市、鄉村、嚴寒還是高溫)？行駛的速度如何？常用行駛的路面狀況如何？載重狀況如何？這些情況出現的頻率？最關鍵的問題是，這些情況會持續多久？用戶對產品耐久性的期望使用年限是多少？
為應對以上這些挑戰，對耐久性能的開發團隊而言，專業的疲勞試驗和仿真方法是抗疲勞設計的關鍵因素。耐久性能研發的關鍵實戰步驟和經驗，特別是其中有關現場數據采集、數據分析處理、加速臺架試驗計制定與實施、疲勞仿真的載荷預測等關鍵技術和技巧是國內許多企業和研發機構希望了解的重點環節，為此LMS公司特邀具有豐富工程經驗的德國資深專家Ralf Leis先生在上海舉辦為期二天的疲勞耐久性仿真及試驗技術高級培訓。
此次培訓旨在幫助國內工程人員系統掌握基于試驗和仿真的耐久性能開發全過程，包括客戶相關、耐久性目標與試驗計劃制定、試驗場測試、數據的驗證與分析，直至臺架加速疲勞試驗設計，基于多體動力學的載荷迭代與分解，疲勞耐久性仿真。在此次培訓中我們將系統介紹如何進行抗疲勞設計、如何捕捉客戶的操作特征，如何設定現實的目標和試驗過程，以及如何基于試驗結果采用多體動力學和混合路面技術進行載荷迭代與分解，并支持疲勞仿真。
感謝阿偉在本人學習LMS Virtual.Lab過程中的幫助！
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展開 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 基于hyperworks+ncode白車身疲勞仿真入門
本案例主要目的就是通過hyperworks+ncode對白車身進行簡易的疲勞仿真，熟悉疲勞仿真的基本流程。該案例簡易模擬了24個通道，四個減震塔安裝點6個自由度，24個獨立的靜力學分析工況。
左減震塔x方向靜力學分析結果動圖
損傷云圖
壽命云圖
凡對本案例感興趣有相關結構耐久仿真操作的問題可以私信指導、交流
展開 案例分享 | 基于虛擬試驗場的混凝土攪拌運輸車結構件疲勞仿真分析
“基于虛擬試驗場的混凝土攪拌運輸車結構件疲勞仿真分析”.
