結構件疲勞壽命評估
關注創建者：SuperMatrix 創建時間：2018-01-25
結構件疲勞壽命評估的視頻教程
Workbench+nCode隨機振動疲勞壽命評估
? ? ?本次課程介紹基于Ansys Workbench，采用nCode搭建評估系統，實現產品的隨機振動疲勞壽命評估。
￥69.9 50分鐘 1055播放
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使用AnsysWorkbench對曲軸進行疲勞壽命評估
全程高清錄屏，學員可跟著視頻操作，無聲，若轉碼后看不清請聯系作者。學習時，學員可將使用類似視頻中的曲軸模型或任意其他幾何模型進行操作，重點掌握過程。視頻全長27分。
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疲勞耐久性分析及壽命評估方法（5.12已更新）
? ? 本次課程的主要內容包含三個方面：疲勞失效機理及過程、疲勞失效分析方法、振動疲勞失效分析方法。 ? ? ?考慮到目前平臺已有課程里絕大多數主要是nCode的應用，而關于疲勞失效的理論基礎較少，而這一塊的內容對于更好的應用軟件去做分析非常有必要，因此特制作了本次視頻課程，幫助大家更好的去理解疲勞分析的理論基礎和工程應用方法。
￥39.9 1小時25分鐘 1626播放
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結構件疲勞壽命評估的實例教程
“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”.
醫療器械對產品的安全和穩定性要求非常嚴格，依據《YY/T 0663.2-2016血管支架》耐久性是一項最重要的需要嚴格評估的物理性能。但是通過測試驗證的周期非常耗時燒錢，疲勞測試需要累計振動3.8億次，一般至少也要耗時數月。如果在研發初期引入有限元方法對支架結構進行優化分析，可以減少不必要的疲勞測試大大降低研發投入縮短產品驗證的周期。另外在疲勞測試時也不可能對所有規格全部進行疲勞測試，依據《YY/T 0808-2010血管支架體外脈動耐久性標準測試方法》5.2和5.4要求，在規格選擇上需要充分說明選擇的依據，而有限元方法是一種非常高效的理論分析依據。
假如你只是一個普通的研發工程師而公司又沒有仿真工程師，你對材料力學、彈性力學、有限元等學科不甚了解，那么該如何完成上述工作呢？下面為你介紹整個血管支架的疲勞仿真流程，以及血管支架記憶合金的材料特性。
鎳鈦合金材料模型
用于評價疲勞壽命的Goodman曲線
stent.zip
1.軟件安裝
本項目使用ansys Workbench19.2完成，具體軟件包文件和安裝方法可以添加微信號Destiny_123D尋求獲得并免費安裝指導。
展開 本節在明確汽車線束所有已知或潛在失效模式及失效機理的基礎上，給出加速試驗設計所需的一些關鍵性技術細節，輔助完成汽車線束量化可靠性評價與壽命評估等工作內容。
汽車線束主要由銅制接插件、塑料護套和電線等組成，插接件與電線壓接后安裝在塑料護套內，電線以線束捆扎、膠帶包裹構成，如圖1 所示。電線束在整車中的作用是將電氣系統的電源信號和數據信號進行傳遞和交換，實現電氣系統的功能和要求。汽車線束應用于汽車各個部位，有處于高溫環境下的發動機機艙里，有處于沙塵、水和泥漬等惡劣環境的底盤下，有處于汽車前后門及行李后蓋的彎折處等等，汽車線束在這些復雜嚴苛的環境中長期工作，可能面臨各種失效的發生。
因此，研究汽車線束的失效模式和失效機理對于預防汽車線束的失效發生具有重要作用。如前所述，汽車線束主要由銅制接插件、塑料護套和電線這3 類組成，關于汽車線束的FMMEA 匯總如表1 所示。
2 加速試驗設計方案
從汽車線束FMMEA 可以看出，對汽車線束影響最大的部位為銅制接插件和電線，此類失效屬于汽車線束的功能性失效，輕者影響汽車某個功能的使用，重者危害汽車駕駛員的安全。因此，需要重點關注銅制接插件和電線在實際使用過程中的失效情況。
為了量化估計車線束的疲勞壽命，則需設計量化的加速試驗方案，如前所述，重點考慮汽車線束的銅制接插件和電線的失效，其對應的失效機理分別為腐蝕磨損、材料疲勞和材料老化，根據各失效機理分別建立對應的失效物理模型。
展開 按上述加速試驗方案對汽車線束進行加速壽命試驗，分別為疲勞耐久試驗和高溫老化試驗。疲勞耐久試驗進行到產品發生失效或者達到試驗時間停止，試驗時間為105s約為27.8 h，加速因子為105/20等于5 000，因此，疲勞壽命粗略估計為27.8 h×5 000，約為15.9年。高溫老化試驗在125 ℃試驗條件下進行1 000 h，由于線束老化的失效機理模型為Arrhenius公式，故加速因子由加速應力水平下Arrhenius公式參數對正常應力水平下Arrhenius公式參數得到，如下式所示：
式中：AF—加速因子；
Tuse—正常使用環境條件下的溫度；
Tstress—加速條件下的環境溫度（單位為熱力學溫度K），
試驗中表觀活化能Ea取3.08（J/mol）；
R—摩爾氣體常量8.31 J/（mol·K），
Tuse=273+25= 298 K，Tstress=273+125=398 K，
代入加速因子計算公式得出加速因子AF約為22.76，由此可估算出線速老化壽命約為2.6年。
通過上述加速試驗結果，可得出進行10萬次的疲勞耐久試驗可模擬汽車線束15.9年的疲勞壽命，進行1 000 h的125 ℃高溫老化試驗可模擬汽車線束2.6年的老化壽命。在實際工程中，可根據不同種類的汽車線束和不同的使用環境要求進行特定的加速壽命試驗，研究方法供汽車行業在進行線束可靠性量化評價方面提供一定的借鑒和指導作用。
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展開 按上述加速試驗方案對汽車線束進行加速壽命試驗，分別為疲勞耐久試驗和高溫老化試驗。疲勞耐久試驗進行到產品發生失效或者達到試驗時間停止，試驗時間為105s約為27.8 h，加速因子為105/20等于5 000，因此，疲勞壽命粗略估計為27.8 h×5 000，約為15.9年。高溫老化試驗在125 ℃試驗條件下進行1 000 h，由于線束老化的失效機理模型為Arrhenius公式，故加速因子由加速應力水平下Arrhenius公式參數對正常應力水平下Arrhenius公式參數得到，如下式所示：
式中：AF—加速因子；
Tuse—正常使用環境條件下的溫度；
Tstress—加速條件下的環境溫度（單位為熱力學溫度K），
試驗中表觀活化能Ea取3.08（J/mol）；
R—摩爾氣體常量8.31 J/（mol·K），
Tuse=273+25= 298 K，Tstress=273+125=398 K，
代入加速因子計算公式得出加速因子AF約為22.76，由此可估算出線速老化壽命約為2.6年。
通過上述加速試驗結果，可得出進行10萬次的疲勞耐久試驗可模擬汽車線束15.9年的疲勞壽命，進行1 000 h的125 ℃高溫老化試驗可模擬汽車線束2.6年的老化壽命。在實際工程中，可根據不同種類的汽車線束和不同的使用環境要求進行特定的加速壽命試驗，研究方法供汽車行業在進行線束可靠性量化評價方面提供一定的借鑒和指導作用。
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01Mullins效應
? 通過Mullins效應進行橡膠件的損傷分析，當損傷到達1時，認為橡膠出現開裂，但是在實際仿真計算中需要進行大量的分析計算，工作量巨大。
02彈性體疲勞壽命損傷理論
?通過彈性體疲勞壽命損傷理論來進行疲勞壽命分析，基本思想和傳統的金屬疲勞的一致，仿真計算工作量很小，適合在工程計算中應用。
03基于開裂能量密度
? 通過開裂能量密度的方法進行疲勞壽命的計算
在橡膠件CAE仿真分析中，橡膠件剛度，密封性等仿真工況的分析相對容易，但是如何進行橡膠疲勞壽命的分析當前還是困擾工程師的一個難題。
Marc在橡膠、密封行業有著廣泛的應用，針對橡膠疲勞壽命的仿真，Marc有幾種方法可以實現：
01 Mullins效應
? 通過Mullins效應進行橡膠件的損傷分析，當損傷到達1時，認為橡膠出現開裂，但是在實際仿真計算中需要進行大量的分析計算
在橡膠件CAE仿真分析中，橡膠件剛度，密封性等仿真工況的分析相對容易，但是如何進行橡膠疲勞壽命的分析當前還是困擾工程師的一個難題。
Marc在橡膠、密封行業有著廣泛的應用，針對橡膠疲勞壽命的仿真，Marc有幾種方法可以實現：
01
Mullins效應
? 通過Mullins效應進行橡膠件的損傷分析，當損傷到達1時，認為橡膠出現開裂，但是在實際仿真計算中需要進行大量的分析計算
01
橡膠件疲勞分析概述
在橡膠件CAE仿真分析中，通常需要進行橡膠件剛度，密封性等仿真工況的分析，但如何進行橡膠疲勞壽命的分析當前仍然是困擾行業的難題。
Marc軟件在橡膠、密封行業有著廣泛的應用，針對橡膠疲勞壽命的仿真，Marc有幾種方法可以實現：
? 通過Mullins效應進行橡膠件的損傷分析，當損傷到達1時，認為橡膠出現開裂，但是在實際仿真計算中需要進行大量的分析計算
A
名義應力法
名義應力法是以結構的名義應力為試驗和壽命估算的基礎，采用雨流法取出一個個相互獨立、互不相關的應力循環，結合材料的S -N曲線，按線性累積損傷理論估算結構疲勞壽命的一種方法。
橡膠件疲勞分析概述
在橡膠件CAE仿真分析中，通常需要進行橡膠件剛度，密封性等仿真工況的分析，但如何進行橡膠疲勞壽命的分析當前仍然是困擾行業的難題。
Marc軟件在橡膠、密封行業有著廣泛的應用，針對橡膠疲勞壽命的仿真，Marc有幾種方法可以實現：
? 通過Mullins效應進行橡膠件的損傷分析
01
橡膠件疲勞分析概述
在橡膠件CAE仿真分析中，通常需要進行橡膠件剛度
建立了以殼單元和實體單元建模的焊縫模型，并標記了焊趾點位置。
2.在不同的兩個工況天下對模型施加兩種載荷，并計算焊趾處的節點結構應力。
3.提取兩種模型焊趾處的節點力。
4.使用自己編寫的代碼計算兩種模型的焊趾等效結構應力，并計算損傷。
線束在汽車運行中起著傳遞電壓、信號及數據的作用，稱得上是汽車的神經網絡系統，特別是在當前互聯網大數據的工業背景下，不僅要求線束起到通斷作用，而且還對數據的傳輸速率及響應能力提出了更高的要求。線束的失效不僅影響整車信號傳遞及通斷，更嚴重的甚至危及駕駛員的生命安全，因此，有必要對線束在失效物理層面上進行深入分析研究，根據線束潛在的失效機理定量化的建立失效物理模型，考核線束的疲勞失效壽命在工程實踐中變得十分重要
摘要：汽車線束為汽車電氣連接的核心組件，在汽車電路領域發揮著不可替代的作用，線束的失效不僅影響整車信號的通斷，甚至危及駕駛員的生命安全。因此，對汽車線束進行可靠性指標的量化評價及疲勞壽命預測具有重要意義。本文從“失效物理”的角度出發，根據線束失效機理模型及使用環境要求進行加速試驗設計，預測線束疲勞失效壽命。研究方法供汽車行業在進行線束可靠性量化評價方面提供一定的借鑒和指導作用
