疲勞計算
關(guān)注創(chuàng)建者：小月 創(chuàng)建時間：2017-06-11
疲勞計算的視頻教程
Abaqus-Fesafe疲勞計算中級教程
講述Abaqus-Fesafe疲勞計算的高級操作技巧，手把手教會如何計算復雜模型（多種材料）、復雜工況（對稱循環(huán)、非對稱循環(huán)、多載荷步加載）下的疲勞強度因子，并講述了fesafe計算的odb在后處理時需要注意哪些事項。結(jié)合第一期Abaqus-Fesafe疲勞計算初級教程，讓你快速實現(xiàn)疲勞計算從入門到精通（包括常規(guī)的低周疲勞及高周疲勞計算）！
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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(jié)果）
hypermesh前處理（幾何清理、網(wǎng)格劃分、如何導出被abaqus識別的網(wǎng)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(jié)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(guān)項目工程師 NCODE疲勞計算工程實踐專題研討（免費）【已結(jié)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(guān)注意事項，不同問題的相關(guān)處理方法。
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疲勞計算的實例教程
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(lián)系作者獲得。
疲勞設(shè)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(jié)果展示。
進行疲勞分析，首先需考慮材料疲勞參數(shù)，雙擊“engineering data”打開材料數(shù)據(jù)庫編輯材料屬性。復合材料無法進行疲勞計算，需要轉(zhuǎn)化為各項同性材料后再計算疲勞。
材料屬性界面。由于復合材料鋪層為混合鋪層，無法直接計算疲勞，需尋找最弱方向的彈性模量和泊松比，作為疲勞計算的強度材料屬性。查看碳纖維的屬性，碳纖維最弱部分數(shù)值作為各項同性材料對應數(shù)值，也就是選擇復合材料最弱方向的性能作為同性材料的性能，確保計算結(jié)果最保守，保證實際項目的安全度。
雙擊打開靜態(tài)結(jié)構(gòu)后，會發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中尚未賦予材料屬性和厚度信息，因此需要手動設(shè)置。如果沒有對相應數(shù)值賦值，軟件在對應位置會呈現(xiàn)亮黃色顯示，提醒數(shù)據(jù)確缺失。指定蒙皮內(nèi)板厚度，蒙皮厚度為3.6毫米，筋板厚度為2毫米。
完成厚度設(shè)置后，通過選擇結(jié)構(gòu)為其賦予相應的材料屬性。不同結(jié)構(gòu)分別賦予不同的材料屬性。默認情況下，材料類型為結(jié)構(gòu)鋼，如果是導入其他的幾何結(jié)構(gòu)沒有默認設(shè)置，需要自行設(shè)置材料屬性，所以材料設(shè)置位置有時候有材料，有時候沒有材料。
材料屬性修改完成后，需更新材料信息，通過右鍵點擊“刷新材料”選項，檢查材料屬性是否正確。
展開 ⑦ 當考慮焊喉進行計算，采用焊縫單元中心位置應力進行，焊喉部分疲勞壽命計算，基于焊縫單元“兩條焊線”計算，后平均到中心位置。節(jié)點力方法需要采用線性單元。
二、角焊縫有限元單元構(gòu)建
圖1
角焊縫以給定角度連接薄板結(jié)構(gòu)，如圖1中A圖所示焊接結(jié)構(gòu)失效位置在焊趾或者焊根，這是疲勞損傷將要評估的區(qū)域（nCode軟件對于焊喉區(qū)域評估是一個測試功能，并不推薦計算）。
角焊縫的單元創(chuàng)建可以采用單與雙單元兩種形式：
1、角焊縫的截面采用單傾斜單元創(chuàng)建
① 焊縫單元的法向應指向施焊人員，如圖1中B圖所示。
② 焊縫單元節(jié)點，在表達焊趾的直線上。
③ Lw長度應由實際焊趾尺寸確定，推薦值為：
Lw=t1+t2
④ 焊縫單元厚度應能表達焊喉厚度，推薦值為：
2、角焊縫的截面采用兩組單元創(chuàng)建
如圖1中C圖所示，確定焊接單元法相定義。
焊縫單元厚度推薦為：
亦或定義為：
三、角焊縫計算要點和應力提取
在ANSYS nCode DesignLife中通過高級編輯“Advanced edit”進行焊縫求解中的“EntityDataType”、“WeldResultLocation”、“ WeldEndElements”的配置。
求解引擎屬性中“EntityDataType”控制采用的數(shù)據(jù)類型，如圖2所示。
① Stress：直接采用應力作為疲勞評估計算。
② ForceMoment：采用節(jié)點力和力矩提取疲勞計算的應力。
③ Displacement：采用位移量提取進行疲勞計算的應力。
WeldResultLocation=NodeOnElement/MidElementEdge考慮基于單元節(jié)點或者單元邊長的中間點進行評估，如圖3所示。
展開 頻域振動疲勞計算的最新技術(shù)（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(shù)（一）》里，我們比較了準靜態(tài)、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(shù)突破與優(yōu)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(fā)動機生產(chǎn)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(fā)表了其研究結(jié)果。這個應用案例具有普遍性，其它行業(yè)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(jīng)出現(xiàn)有效計算寬帶隨機振動的方法，而且商業(yè)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(shù)法以及疲勞損傷的預測手段。但是在日常的開發(fā)設(shè)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(shù)，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(xiàn)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(huán)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 ANSYS nCode DesignLife結(jié)構(gòu)疲勞計算與疲勞裂紋擴展壽命分析
一、課程背景：
疲勞破壞是工程結(jié)構(gòu)遭受往復載荷引起結(jié)構(gòu)失效的重要因素，該方面的計算分析越來越受到工程界的重視。ANSYS nCode DesignLife軟件是一款領(lǐng)先的疲勞分析軟件，其先進的疲勞分析功能與ANSYS Workbench融于一體。該課程全面系統(tǒng)的講解DesignLife軟件疲勞計算的原理，軟件設(shè)置方法以及常見問題的解決方法，重點講解材料疲勞曲線，載荷譜的處理方法，有限元結(jié)果的使用，應力疲勞，應變疲勞，振動疲勞，疲勞裂紋擴展壽命分析等內(nèi)容，使學員理解疲勞壽命計算的相關(guān)概念和原理，同時也幫助工程師在最短時間內(nèi)掌握nCode DesignLife的使用方法，提升解決實際問題的能力，提高新產(chǎn)品設(shè)計與評估的能力。
二、增值服務：
贈送定制U盤一個；
同一單位2人報名享受9折優(yōu)惠；同一單位3人以上（含）報名享受8.5折優(yōu)惠；
課程結(jié)束后贈送10套學習資料；
參訓學員或企業(yè)針對課程相關(guān)問題在課程結(jié)束后也可以得到老師的解答與指導（郵件、微信、電話），作為培訓講授的補充。
三、授課專家：
該課程講師，9年仿真分析工作經(jīng)驗、副教授，碩士期間主修工程力學，擅長工程結(jié)構(gòu)數(shù)值分析、流場流動模擬、流固耦合及多物理場耦合數(shù)值模擬，擁有豐富的大型工程結(jié)構(gòu)數(shù)值分析、流體動力學模擬和多場耦合模擬經(jīng)驗。發(fā)表學術(shù)論文20余篇，其中SCI、EI收錄論文13篇。培訓60多場次，學員上千人。
四、時間地點：
2018年11月23-26日 北京
(第一天報到，授課3天)
五、課程大綱：
六、培訓費用：
標準費用：3800元/人，食宿可統(tǒng)一安排，費用自理。
展開 1964年Bendat[7]提出的第一個利用功率譜密度來評估疲勞壽命的方法， 1985年Dirlik提出了的一個利用Monte Carlo技術(shù)的經(jīng)驗方法，20年間， 頻域振動疲勞理論得到了不斷的發(fā)展和驗證。 Bishop[8]做了大量的工作證明了Dirlik方法在不同的雨流范圍都有很好的計算精度。表（1）是一個用頻域計算的Howden
HWP330的風力渦輪機的疲勞壽命與用時域方法的比較。從表上可以看到，Dirlik方法非常穩(wěn)定，與時域計算結(jié)果的平均差別只有4%。在本介紹系列文章（二）里，我們將介紹Dirlik方法的理論細節(jié)。
表1. 不同頻域疲勞壽命計算方法的比較
MSC Nastran Embedded Vibration Fatigue（NEVF）介紹
頻域疲勞分析雖然具有很多明顯的優(yōu)點，其精度的可靠性也已經(jīng)從大量的研究工作得到了證實。但是目前的商業(yè)有限元軟件存在的技術(shù)瓶頸，嚴重阻礙了該方法的普及和應用。
MSC
Nastran的最新版本2017推出了頻域振動疲勞分析的MSC Nastran Embedded Vibration Fatigue
（NEVF）模塊。它突破了一直困擾用戶采用頻域振動疲勞分析方法的瓶頸，使頻域振動疲勞分析得到真正普及，廣大設(shè)計工程師能充分享受其優(yōu)異性的第一款商業(yè)軟件。
如圖（3）所示，對于時域疲勞分析，100個載荷時間歷程（event）的工況需要用Nastran SOL112計算100次，而對于頻域分析，只需要用Nastran SOL111計算一次。在減少了計算時間的同時，提供了大大提高計算模型規(guī)模的可能性。
圖3.
展開 
疲勞計算的相關(guān)專題、標簽、搜索
疲勞計算的最新內(nèi)容
對于疲勞計算，它會沿焊縫方向自動調(diào)整單元應力，從而最大限度地縮短設(shè)置時間。Weld Finder使您能夠在部件之間設(shè)置焊接和非焊接條件，通過抗拉性能或屈服性能篩選焊縫，并驗證識別設(shè)置。（視頻見原文）
優(yōu)勢：這些工具可簡化設(shè)置，從而快速準確地定義和調(diào)整模型部件。這種條理清晰的準備工作可確保模型精確符合仿真要求，并顯著提高整個工作流程的速度和準確性。
PART/3
虛擬試驗場技術(shù)用于結(jié)構(gòu)耐久和疲勞的價值
?
編輯
使用VPG軟件進行疲勞分析，可計算在長期交變應力作用下裝甲車各個部件的疲勞壽命。分析時需要考慮應力幅值、平均應力、材料的S-N曲線等因素，根據(jù)分析結(jié)果，評估裝甲車在特定工況下的耐久性和疲勞壽命。如果發(fā)現(xiàn)潛在的疲勞破壞風險，需要對設(shè)計進行優(yōu)化以提高耐久性。
過去，處理如此龐大的數(shù)據(jù)并完成精確的疲勞壽命計算是難以想象的。
為了得到單個溫度循環(huán)內(nèi)焊球穩(wěn)定的損傷增量，溫循仿真一般需要計算3~5個循環(huán)，并取最后一個循環(huán)的損傷增量計算疲勞壽命。本文采用的-40~125℃的標準溫度循環(huán)，如下圖所示。
Ansys Workbench ACT插件，由窗口選中體單元，提取體積和表面積，計算幾何特征尺寸
問題：
在FKM關(guān)于結(jié)構(gòu)疲勞評估計算方法中指出：零部件特征尺寸，影響疲勞結(jié)果評估。原因是材料的應力壽命曲線是由標準試樣進行試驗測試獲得的。當零部件的特征尺寸與測試樣件不一致時，需要考慮零部件的特征尺寸這一因素。
③ 結(jié)果比較：上述建模過程及計算結(jié)果與傳統(tǒng)有限元方法進行了對比，如下表所示，結(jié)果表明，simsolid 不僅具有高效的前處理優(yōu)勢，而且強度的相對計算誤差小于10%，疲勞計算結(jié)果一致，可高效支持結(jié)構(gòu)設(shè)計開發(fā)。
③ 結(jié)果比較：上述建模過程及計算結(jié)果與傳統(tǒng)有限元方法進行了對比，如下表所示，結(jié)果表明，simsolid 不僅具有高效的前處理優(yōu)勢，而且強度的相對計算誤差小于10%，疲勞計算結(jié)果一致，可高效支持結(jié)構(gòu)設(shè)計開發(fā)。
3.疲勞結(jié)果：疲勞計算結(jié)束后，通過后處理查看鈑金壽命最小值8.1萬次，位置與圖10的最大應力位置一致。再查看單次循環(huán)載荷作用下焊縫的損傷為0，即焊縫在當前工況下為無限壽命。
綜合上述分析結(jié)果，該結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足剛度、強度和疲勞設(shè)計要求。
使用hypermesh插件生成ncode實體焊縫疲勞計算所用XML文件。
定制化方案需要強大的軟件平臺，不僅能實時監(jiān)控測試狀態(tài)，還能進行深度數(shù)據(jù)分析，如疲勞損傷計算、失效預測、生成可視化報告，為設(shè)計改進提供直接依據(jù)。
疲勞耐久測試是連接產(chǎn)品設(shè)計與卓越品質(zhì)的橋梁。認清行業(yè)差異，采用針對性的定制化方案，方能高效、精準地提升產(chǎn)品可靠性，在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
