熱疲勞的案例
LMS Virtual.Lab Durability資料分類匯總——熱疲勞
今天帶來(lái)熱疲勞的相關(guān)資料和操作。
1. 熱疲勞總體介紹（內(nèi)容主要包括熱疲勞的介紹，應(yīng)力和應(yīng)變對(duì)于熱疲勞分析以及多種具體的熱疲勞分析方法。）
http://forums.caenet.cn/showtopic.aspx?topicid=617937&typeid=107
2. 瞬態(tài)熱疲勞
http://forums.caenet.cn/showtopic.aspx?topicid=620967&typeid=107
3. 機(jī)翼熱疲勞實(shí)例
http://forums.caenet.cn/showtopic.aspx?topicid=620354&typeid=107
4. 排氣管熱疲勞實(shí)例分析
http://forums.caenet.cn/showtopic.aspx?topicid=621824&typeid=107
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展開(kāi) LMS Virtual.Lab Durability_方法介紹16—熱疲勞
今天帶來(lái)LMS Virtual.Lab Durability熱疲勞。
內(nèi)容主要包括熱疲勞的介紹，應(yīng)力和應(yīng)變對(duì)于熱疲勞分析以及多種具體的熱疲勞分析方法。
16LMS Virtual.Lab Durability熱疲勞.pdf
百度網(wǎng)盤鏈接http://pan.baidu.com/s/1pJuOgv5
（該目錄下“16LMS Virtual.Lab Durability熱疲勞.pdf“）
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展開(kāi) Moldex3D模流分析之熱循環(huán)試驗(yàn)?zāi)M預(yù)測(cè)熱疲勞
熱疲勞模型
為了模擬熱疲勞破壞(Thermal fatigue)現(xiàn)象，有許多研究提出熱疲勞模型(Thermal fatigue model)，可依照模型采用的物理量區(qū)分為三大類：應(yīng)力(Stress base)、應(yīng)變(Strain base) 以及能量(Energy base) 的模型。其中又以基于應(yīng)變的 Coffin-Manson Model 最為廣泛的被使用于預(yù)測(cè)較低循環(huán)周期的疲勞破壞(Wang et al 2017)。Coffin-Manson Model 預(yù)測(cè)的循環(huán)周期模型為：
此模型以材料延性疲勞參數(shù)(Fatigue ductility coefficient) 、塑性應(yīng)變量值(amplitude of plastic strain) 與延性疲勞指數(shù)(Fatigue ductility exponent) 以預(yù)測(cè)疲勞周期數(shù)。延性疲勞指數(shù)可經(jīng)由 Modified Coffin-Manson Model：
塑性應(yīng)變模型
熱疲勞模型參數(shù)除了可由查表或?qū)嶒?yàn)取得的材料延性疲勞參數(shù)；以及經(jīng)由欲模擬的熱循環(huán)試驗(yàn)參數(shù)可得之周期平均溫度與周期頻率。而較難直接從固體力學(xué)分析結(jié)果得到的參數(shù)，塑性應(yīng)變量值，則可以通過(guò)分析的材料特性，找尋對(duì)應(yīng)的塑性應(yīng)變模型進(jìn)行預(yù)估。
對(duì)于較常發(fā)生熱疲勞破壞的金屬IC組件：錫球(Solder ball)或是導(dǎo)線架(Lead frame)。其塑性行為可透過(guò)考慮各向同性硬化(Isotropic-hardening) 的Prandtl-Reuss Model計(jì)算。
此模型適用于反復(fù)載重的每次循環(huán)并未達(dá)到試體塑性，使其發(fā)生永久形變的案例中較為適合。
展開(kāi) 非線性材料的熱疲勞仿真
熱疲勞建模示例
作為總結(jié)，我們分享官網(wǎng)中幾個(gè)模擬非線性材料的熱疲勞的例子。
表面貼片電阻器的熱疲勞模型
演示了如何使用 Coffin-Manson 和 Morrow 類型的關(guān)系，根據(jù)蠕變應(yīng)變和耗散的蠕變能量來(lái)進(jìn)行疲勞評(píng)估。
球柵陣列中基于能量的熱疲勞預(yù)測(cè)
示例中，分析了一個(gè)包含幾個(gè)黏性焊點(diǎn)的微電子芯片。疲勞壽命是基于 Darveaux 能量體積平均值所的評(píng)估的。這個(gè)模型也展示了
如何使用子模型的概念來(lái)分析大型模型
。
加速壽命測(cè)試
示例中模擬的疲勞壽命預(yù)測(cè)，是基于更奇特的能量和應(yīng)變表示。在這個(gè)例子里，評(píng)估了一個(gè)具有兩種蠕變機(jī)制的材料行為，預(yù)測(cè)了基于一種機(jī)制的疲勞壽命。兩個(gè)機(jī)制中的應(yīng)變分離需要使用單獨(dú)的常微分方程接口重新評(píng)估單個(gè)應(yīng)變。
本文來(lái)自 ：COMSOL 博客
展開(kāi) 
LMS Virtual.Lab Durability_方法介紹26—熱疲勞實(shí)例
大家好，今天帶來(lái)一個(gè)熱疲勞實(shí)例。
具體步驟如下：
1。插入計(jì)算結(jié)果文件
2。插入載荷（選擇第一列作為X坐標(biāo)）
3。載荷與有限元結(jié)果匹配 匹配后將工況變?yōu)?0.3倍
4。插入S-N疲勞求解定義材料和疲勞參數(shù)。其中材料選擇（Sample Steel ）疲勞參數(shù)選擇（Critical plane, open mode (I), no mean stress correction）
5。計(jì)算求解此公況為不考慮熱影響的疲勞分析損傷結(jié)果為1.47e-5.
6。重新插入S-N疲勞求解定義材料和疲勞參數(shù)。
其中材料新建一個(gè)熱疲勞的材料（在Sample Steel 基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)建，添加溫度為773.15Kdeg和973.15Kdeg的材料特性。抗拉及抗壓應(yīng)力分別為250 1000，200 950。SE和S1的數(shù)值分別為60，40）
疲勞參數(shù)選擇（Critical plane, open mode (I), no mean stress correction）
7。添加一個(gè)恒溫場(chǎng)溫度設(shè)置為800Kdeg
8。計(jì)算求解，出現(xiàn)靜態(tài)失效。說(shuō)明溫度對(duì)疲勞的影響。
附有源文件和操作視頻
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展開(kāi) LMS Virtual.Lab Durability_方法介紹35—排氣管熱疲勞分析實(shí)例
材料的屬性，例如拉伸強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、疲勞極限等都與溫度有關(guān)，今天帶來(lái)一個(gè)排氣管的熱疲勞分析實(shí)例，詳細(xì)介紹了這些因素的變化對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生的影響。
附有源文件和詳細(xì)教程文檔
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LMS Virtual.Lab Durability_方法介紹31—瞬態(tài)熱疲勞
大家好，這次帶來(lái)一個(gè)瞬態(tài)熱疲勞的例子，具體步驟如下：
1.插入瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果文件
2. 將工況縮小為0.3倍
3.插入S-N疲勞求解，設(shè)置材料（thermal fatigue庫(kù)里面的0.25C-0.85Mn，疲勞參數(shù)設(shè)為 Critical plane, open mode (I), no mean stress correction）
4.計(jì)算求解。
5.插入新的S-N求解，復(fù)制上面的參數(shù)設(shè)置。然后調(diào)用瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果的溫度場(chǎng)。
6.重新計(jì)算。
附有源文件
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展開(kāi) 【9月21-23日 鄭州 斯姆勒】結(jié)構(gòu)/流體傳熱、流熱固耦合及熱疲勞分析工程應(yīng)用高級(jí)培訓(xùn)
為了讓廣大結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員掌握ANSYS Workbench平臺(tái)下傳熱分析這個(gè)強(qiáng)大的傳熱分析的模塊，斯姆勒數(shù)值仿真技術(shù)研究院特開(kāi)設(shè)了“結(jié)構(gòu)/流體傳熱、流熱固耦合及熱疲勞分析工程應(yīng)用高級(jí)培訓(xùn)”課程。具體內(nèi)容如下：
一、培訓(xùn)目標(biāo)：
（一）、理解結(jié)構(gòu)傳熱分析的計(jì)算原理；
（二）、掌握ANSYS workbench軟件的使用功能和操作流程；
（三）、掌握結(jié)構(gòu)/流體傳熱分析的計(jì)算方法和分析技巧；
（四）、掌握解決流體、結(jié)構(gòu)和熱多場(chǎng)耦合耦合、熱疲勞、熱斷裂計(jì)算等熱點(diǎn)問(wèn)題；
（五）、培養(yǎng)獨(dú)立工程結(jié)構(gòu)的熱力學(xué)分析能力。
二、增值服務(wù)：
1、贈(zèng)送培訓(xùn)同屏錄制高清視頻（價(jià)值2680元）
2、贈(zèng)送資料包；
3、一個(gè)單位同時(shí)報(bào)名2人享有9折優(yōu)惠； 一個(gè)單位同時(shí)報(bào)名3人以上（含）享有8.5折優(yōu)惠；持本人學(xué)生證享有8.5折優(yōu)惠。
三、主講老師簡(jiǎn)介：
寧老師，斯姆勒首席專家，西安交通大學(xué)航空航天學(xué)院力學(xué)博士，多年上市機(jī)械企業(yè)結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)人，18年的軟件工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)；長(zhǎng)期從事有限元領(lǐng)域國(guó)家重大項(xiàng)目研究，發(fā)表論文20余篇，獲得專利11項(xiàng)，開(kāi)發(fā)有限元軟件4項(xiàng)，具有資深的技術(shù)底蘊(yùn)和專業(yè)背景；擅長(zhǎng)靜力學(xué)，模態(tài)分析，隨機(jī)振動(dòng)/譜分析，隱/顯式動(dòng)力學(xué)分析，轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分分析、疲勞分析，線性/非線性屈曲分析，斷裂力學(xué)分析，壓電分析，復(fù)合材料分析，熱分析，流體力學(xué)分析，多場(chǎng)耦合分析，ANSYS二次開(kāi)發(fā)等仿真分析。善于利用ANSYS進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)解決特定領(lǐng)域科研/工程問(wèn)題。
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為了讓廣大結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員掌握ANSYS Workbench平臺(tái)下傳熱分析這個(gè)強(qiáng)大的傳熱分析的模塊，斯姆勒數(shù)值仿真技術(shù)研究院特開(kāi)設(shè)了“結(jié)構(gòu)/流體傳熱、流熱固耦合及熱疲勞分析工程應(yīng)用高級(jí)培訓(xùn)”課程。具體內(nèi)容如下：
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1、贈(zèng)送培訓(xùn)同屏錄制高清視頻（價(jià)值2680元）
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三、主講老師簡(jiǎn)介：
寧老師，斯姆勒首席專家，西安交通大學(xué)航空航天學(xué)院力學(xué)博士，多年上市機(jī)械企業(yè)結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)人，18年的軟件工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)；長(zhǎng)期從事有限元領(lǐng)域國(guó)家重大項(xiàng)目研究，發(fā)表論文20余篇，獲得專利11項(xiàng)，開(kāi)發(fā)有限元軟件4項(xiàng)，具有資深的技術(shù)底蘊(yùn)和專業(yè)背景；擅長(zhǎng)靜力學(xué)，模態(tài)分析，隨機(jī)振動(dòng)/譜分析，隱/顯式動(dòng)力學(xué)分析，轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分分析、疲勞分析，線性/非線性屈曲分析，斷裂力學(xué)分析，壓電分析，復(fù)合材料分析，熱分析，流體力學(xué)分析，多場(chǎng)耦合分析，ANSYS二次開(kāi)發(fā)等仿真分析。善于利用ANSYS進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)解決特定領(lǐng)域科研/工程問(wèn)題。
展開(kāi) [免費(fèi)培訓(xùn)]LMS疲勞仿真專題研討會(huì)（12.17,北京;12.19,柳州）
會(huì)議亮點(diǎn)：
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針對(duì)疲勞分析及建模方法，包括振動(dòng)疲勞、熱疲勞及復(fù)合材料疲勞分析等
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詳細(xì)展現(xiàn)實(shí)際工程案例、獨(dú)特應(yīng)用方法及具體分析結(jié)果
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德國(guó)疲勞仿真技術(shù)專家主講
隨著汽車設(shè)計(jì)的輕量化要求以及排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格。汽車設(shè)計(jì)工程師面臨著更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。新型材料的選擇，薄板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)會(huì)伴隨更多疲勞問(wèn)題的發(fā)生。疲勞仿真分析同時(shí)也變得更加重要。此次研討會(huì)涉及的內(nèi)容包括先進(jìn)的疲勞分析及建模方法，振動(dòng)疲勞分析，熱疲勞分析以及復(fù)合材料疲勞分析等。
此次研討會(huì)您可以學(xué)到什么？：
如何高效且低成本的進(jìn)行汽車疲勞仿真及試驗(yàn)；
如何高效準(zhǔn)確的進(jìn)行焊接疲勞分析；
如何對(duì)動(dòng)力總成系統(tǒng)進(jìn)行建模及疲勞分析。包括振動(dòng)疲勞及熱疲勞；
如何進(jìn)行熱疲勞分析；
如何對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行疲勞分析，包括短纖維及層合結(jié)構(gòu)；
復(fù)合材料的損傷模型
研討會(huì)還將重點(diǎn)介紹客戶的實(shí)際應(yīng)用案例。對(duì)每個(gè)案例中涉及的項(xiàng)目目標(biāo)，解決方案，項(xiàng)目最終結(jié)果進(jìn)行展示。此外我們會(huì)重點(diǎn)介紹在這些案例中所用到的獨(dú)特的疲勞分析方法。研討會(huì)現(xiàn)場(chǎng)演示的內(nèi)容會(huì)幫助大家更深一步的了解疲勞仿真領(lǐng)域都有哪些新的技術(shù)，以及Siemens PLM Software更新的解決方案。技術(shù)專家還將tigong具體的應(yīng)用以及客戶案例。
研討會(huì)還包括了開(kāi)放性討論的時(shí)間，參會(huì)者可以根據(jù)我們的產(chǎn)品或其他實(shí)際問(wèn)題與專家進(jìn)行討論。Siemens PLM Software在此誠(chéng)摯的邀請(qǐng)您來(lái)參加此次的疲勞專題研討會(huì)。
展開(kāi) 決定開(kāi)關(guān)電源壽命的元器件，你知道幾個(gè)？
電源通入時(shí)的電力峰值高達(dá)額定數(shù)值的數(shù)十倍至數(shù)百倍，結(jié)果導(dǎo)致電阻熱疲勞，引起斷路。處在相同情況下的熱敏功率電阻器也會(huì)發(fā)生熱疲勞現(xiàn)象。
各元器件壽命的評(píng)估計(jì)算
1、電解電容器
1.1 壽命性能
電解電容器的壽命結(jié)束形式為磨損故障，決定壽命的主要因素為靜電容量、損失角的正切（tanδ）、漏電流等。隨著時(shí)間的推移，靜電容量減少，tanδ增大。漏電流在外加電壓時(shí)有增加的趨勢(shì)，所以對(duì)負(fù)荷的壽命影響不大。
1.2 壽命的判定
用百分比來(lái)表示靜電容量相對(duì)于起始值的變化率，一般達(dá)到－20%以下時(shí)即告壽命結(jié)束。tanδ的值在超過(guò)規(guī)定值時(shí)壽命結(jié)束。漏電流在零負(fù)荷的情況下有增加的趨勢(shì)，同理，在超過(guò)規(guī)定值時(shí)壽命結(jié)束。
1.3 影響壽命的主要原因
前面講到的特性之所以會(huì)產(chǎn)生劣化，其主要原因在于電解液。隨著溫度的上升，電解液氣化，經(jīng)電容器的封口部位向外泄漏，內(nèi)部的電解液不斷減少。隨著電解液量的減少，tanδ會(huì)逐漸增大，結(jié)果，脈沖電流經(jīng)由時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱量增大，又進(jìn)一步加快了劣化過(guò)程。這種關(guān)系如圖1所示。
圖1
左圖：電解液的減少與容量變化
右圖：電解液量與tanδ變化
1.4 壽命的推算
鋁電解電容器的近似壽命可以由環(huán)境溫度與脈沖電流引起的自發(fā)熱溫度中推得。下面的式子表現(xiàn)了壽命與環(huán)境溫度之間的關(guān)系。
測(cè)定脈沖發(fā)熱的升溫值時(shí)，需避開(kāi)其它熱輻射。另外，小型電解電容器受熱極易升溫，最好進(jìn)行表面溫度實(shí)測(cè)。
2、光電耦合器
GaAs系的紅外發(fā)光二極管多使用光電耦合器。這種發(fā)光二極管的發(fā)光效率的退化會(huì)導(dǎo)致CTR（電流傳達(dá)率）下降，其它的CTR劣化形式還有芯片面的光結(jié)合樹(shù)脂剝離。
展開(kāi) 
飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度分析
4熱疲勞：構(gòu)件在交變的熱應(yīng)力作用下引起的破壞稱為“熱疲勞”。這種熱應(yīng)力主要來(lái)自兩方面，①由溫度分布不均所引起的；②限制金屬自由膨脹或收縮所引起的。熱疲勞破壞常常表現(xiàn)為金屬表面細(xì)微裂紋網(wǎng)絡(luò)的形成，叫做“龜裂”。
5聲疲勞：在聲環(huán)境下工作的構(gòu)件，因?yàn)槭艿皆胍舻募?lì)而產(chǎn)生振動(dòng)，由這種強(qiáng)迫振動(dòng)引起的破壞，稱為“聲疲勞”或“噪音疲勞”。
轉(zhuǎn)自CAE技術(shù)聯(lián)盟微信平臺(tái)
沖壓加工中模具零配件需要具備哪些性能
5，耐冷熱疲勞性能
有些模具在工作過(guò)程中處于反復(fù)加熱和冷卻的狀態(tài)，使型腔表面受拉、壓力變應(yīng)力的作用，引起表面龜裂和剝落，增大摩擦力，阻礙塑性變形，降低了尺寸精度，從而導(dǎo)致模具失效。冷熱疲勞是熱作模具失效的主要形式之一，這類模具應(yīng)具有較高的耐冷熱疲勞性能。
6，疲勞斷裂性能
模具工作過(guò)程中，在循環(huán)應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下，往往導(dǎo)致疲勞斷裂。其形式有沖擊疲勞斷裂、拉伸疲勞斷裂接觸疲勞斷裂及彎曲疲勞斷裂。模具的疲勞斷裂性能主要取決于其強(qiáng)度、韌性、硬度、以及材料中夾雜物的含量。
特殊噴丸工藝在外星輪溫鍛成形沖頭生產(chǎn)中的應(yīng)用
⑵經(jīng)溫鍛實(shí)際生產(chǎn)使用驗(yàn)證，ABP特殊噴丸工藝使沖頭熱疲勞和熱龜裂現(xiàn)象得到了明顯的改善，應(yīng)力開(kāi)裂減少，可有效延長(zhǎng)溫鍛沖頭使用壽命約34%。
來(lái)源：楊金成，喻擎天
深圳有限元分析公司，提供有限元航空結(jié)構(gòu)分析
1.飛行器總體
v 頻率和振型
v 線性和非線性靜態(tài)和瞬態(tài)應(yīng)力
v 失穩(wěn)分析
v 飛鳥(niǎo)和飛機(jī)的撞擊
v 總體氣動(dòng)性能
v 飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)的氣動(dòng)匹配
v 軍用飛機(jī)的雷達(dá)反射特性以及紅外輻射特性
2.子系統(tǒng)
機(jī)身
v 靜力分析
v 動(dòng)力響應(yīng)分析（模態(tài)、顫振等）
v 失穩(wěn)分析
v 損傷容限分析
機(jī)翼
v 靜力分析
v 動(dòng)力響應(yīng)分析（模態(tài)、顫振、抖振等）
v 失穩(wěn)分析
v 損傷容限分析
v 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
3.起落架
v 飛行器起落架多體動(dòng)力學(xué)分析
v 飛行器起落架部件級(jí)靜力分析
v 飛行器起落架部件級(jí)動(dòng)力分析
4.航空發(fā)動(dòng)機(jī)
v 軸系彈塑性、靜動(dòng)力分析、疲勞分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)
v 盤系的靜力計(jì)算、模態(tài)計(jì)算和動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算
v 葉片模態(tài)計(jì)算、動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算、熱疲勞分析
v 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣載荷分析、疲勞變形分析
v 燃燒室/加力燃燒室/推進(jìn)劑熱應(yīng)力分析、熱疲勞分析、靜力分析
5.衛(wèi)星設(shè)計(jì)
v 衛(wèi)星的模態(tài)動(dòng)力學(xué)分析
v 電池組托架的應(yīng)力分析
v 太陽(yáng)能電池板的展開(kāi)
v 運(yùn)輸引起的沖擊和損傷
展開(kāi) 