多軸振動疲勞的案例
基于hyperworks/ncode平板多軸振動疲勞壽命分析 ￥15
多軸振動疲勞分析：本案例在x、y、z三個方向對激勵點施加振動，進而分析研究對象在多軸載荷作用下振動疲勞特性。首先在hyperworks中的optistruct模塊中對激勵點進行x、y、z三個方向的頻率響應分析得到的h3d結果文件，接著將其導入到ncode軟件中完成多軸振動疲勞壽命分析。
兩種Ncode多軸隨機振動疲勞分析流程建立
產品結構在隨機載荷下的疲勞壽命評估，一直是工程上關心的重點，通常是對垂向、橫向及縱向三個方向進行檢測試驗，本文主要介紹如何在Ncode中建立兩種多軸隨機振動疲勞分析流程。
1、本次示例是根據標準IEC61373-2010設置隨機振動疲勞功率譜密度，檢驗某一設備長壽命情況。
2、通過有限元計算得到Ncode所識別的輸入文件，如Hypermesh的計算文件需是.op2格式（本文使用的格式），ABAQUS的計算文件是.odb。
3、第一種設置的完整多軸隨機振動疲勞分析需要至少四個模塊：FEinput、VibrationAnalysis、MultiColumn及FEOutput（個人操作習慣，在Ncode里查看結果不是很方便，導出到HyperView中查看結果）。
這里著重介紹
VibrationAnalysis
中如何設置多通道。
① 右擊VibrationAnalysis模塊選擇Advanced Edit.選擇面板中的Loading，此時僅有一個VibrationLoad。
② 將Loading Type中的Vibration換成Duty Cycle，在下方窗口中右擊LoadProviderDutyCycle增加3個Vibration Load Provide。
③ 右擊左邊導航欄的LoadProviderDutyCycle增加列表通道，這是為外部導入的列表拓展接口，其余兩個相同操作。
展開 多軸隨機載荷下支撐構件疲勞壽命評估
圖7多軸隨機載荷激勵同時施加
隨機振動疲勞求解
隨機振動疲勞采用標準S-N求解器進行求解，需要材料S-N曲線的輸入，該曲線對疲勞壽命計算至關重要。材料S-N曲線一般通過疲勞試驗獲得，也可以參考ANSYS NCODE材料庫中的材料。軟件根據輸入頻響傳遞函數、載荷譜計算出結構應力響應的PSD,直接基于應力響應PSD完成應力循環計數，結合S-N曲線進行損傷計算。基于ANSYS NCODE振動疲勞求解器的分析中，通常還需要考慮綜合應力的選擇、平均應力修正方法、循環計數方法選擇等。
圖8振動疲勞求解器選項
疲勞結果后處理
求解計算完成，可以在ANSYS NCODE進行后處理，得到損傷或壽命云圖。如下是同一模型在順序多軸隨機載荷和同時多軸隨機載荷作用下支架的壽命分布云圖。
圖9順序多軸隨機載荷作用下支架壽命云圖
圖10同時多軸隨機載荷作用下支架壽命云圖
在結果解讀中要注意：順序多軸隨機載荷在編譜中指定了循環次數，每次循環默認是1秒，則X方向振動900s、在Y方向振動900s、在Z方向振動1800s，完成一次指定duty cycle所需時間是3600s，計算得到的最小壽命為72.77次， 72.77次乘以3600S，則得到最小壽命時間為2.6e5S。同時多軸隨機載荷作用下，計算得到最小壽命是1.31E5次，默認循環一次為1秒，即最小壽命為1.31E5s。
展開 基于ncode的多軸振動疲勞仿真分析 ￥7.5
1 引言
在實際的振動疲勞測試過程中，一般要求對Z向、Y向和X向依次進行加載，本文主要介紹了如何運用hypemesh+ncode軟件實現上述過程的模擬。
2.模型介紹
有限元模型如下圖所示，材料為6061T6，屈服強度為240MPa，抗拉強度290MPa。
在Hypemesh中建立有限元模型，如下圖所示，在左端圓孔處采用剛性單元Rbe2進行連接，并施加固定約束，運用optistruct求解器對模型進行Z向、Y向和X向頻響分析，并輸出.OP2格式的結果文件。
搭建ncode仿真流程如圖所示：
仿真結果如圖所示，最大損傷位于固定孔處。
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基于GB31467.3+Ncode+Z向新能源汽車電池包振動疲勞仿真分析
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Hyperworks+Ncode疲勞分析基礎教程
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展開 從多軸疲勞求解器中看出來的
ncode軟件現在應該可以算是主流的疲勞分析軟件了，它對載荷譜的處理手段很多，也很便捷。疲勞求解器也很全面，包括sn en spot seam等等求解器。 多軸疲勞雖然用的少，但是這個求解器的設置可以給我們一定的啟發。最明顯的就是多個run的流程，大大降低了計算量。這在整車級別的疲勞分析時特別有用。通過run1將損傷較大的位置識別出來，保存為一個set，然后用run2進行詳細的計算。 保存方式很多，可以提取大于一個值的所有位置，或者按比例從高到低識別，也可以指定保存多少個位置。
展開 GL規范中的多軸疲勞
對規范中的這句一直不理解：Relationship of various terms in the field of multi-axialities according to Liu/Zenner
主要是不理解要根據Liu/Zenner 的什么理論。規范中的此章節見附件
GL.pdf
基于ANSYS workbench和designlife的多軸疲勞分析
今天為大家帶來一篇長文，探討的主題是用有限元軟件workbench和designlife分析工程實際中的疲勞問題。疲勞問題也屬于耐久性問題，是本人的主要研究方向。理論背景不作過多介紹，現給出幾個主要名詞解釋：
Designlife：ncode公司的一款CAE疲勞分析軟件，繼承了FE-Fatigue的特點。
金屬疲勞：是指材料、零構件在循環應力或循環應變作用下，在一處或幾處逐漸產生局部永久性累積損傷，經一定循環次數后產生裂紋或突然發生完全斷裂的過程。
靜水應力：在彈塑性力學中，常假設靜水壓力作用下，應變與應力服從彈性規律，并且不影響屈服（在特定的屈服準則下 ）。于是很自然地將應力分量分成兩部分，一部分是平均正應力，或稱靜水壓力，另一部分稱為偏量應力張量。
多軸疲勞：多軸疲勞是指多向應力或應變作用下的疲勞，也稱為復合疲勞。
Dang Van準則：基于宏觀和微觀尺度之間的一種多軸疲勞準則。考慮靜水應力和剪切應力幅的線性組合。公式使用剪切應力和靜水壓應力，以及一個安定狀態，來計算等效應力并與一個閾值相比較。
1問題描述
在實際條件中，許多關鍵位置的結構承受多軸載荷。即關鍵位置的應力狀態有著多于一個的明顯主應力，和/或主應力方向隨著時間改變。使用ncode designlife軟件可以用來進行主應力狀態和多軸條件下的有限壽命疲勞計算（以后發帖介紹）。然而，有些組件，如發動機部件如連接桿和曲軸連桿，人們希望它們在壽命周期內經歷很高數量的載荷循環。設計這些部件的有限疲勞壽命是不現實的，更常用的方法是使用安全因子方法，這樣關鍵載荷循環可以和疲勞或耐久極限準則進行比較。簡單的單軸安全因子方法對許多情形都適用，但是當載荷是多軸，尤其是不成比例的時候，我們需要一種更復雜的方法，如Dang Van模型。
展開 案例分享：立式容器結構耳式支座的多軸疲勞分析
這些因素可能導致支座的微小裂紋和材料疲勞，進一步可能導致支座的失效和容器的傾斜或坍塌。因此，耳式支座及容器的抗疲勞性能是設計和運行過程中必須密切關注的重點問題之一。
為了深入了解耳式支座及立式容器的抗疲勞性能，我們的疲勞分析軟件采取了以下步驟：
1、載荷和應力分析：模擬立式容器在常見工況下的載荷和應力分布，特別是針對耳式支座的分析。
2、材料和結構評估：通過分析支座的材料特性和結構設計，識別可能的弱點和疲勞故障源。
3、疲勞壽命預測：結合多軸疲勞模型，預測耳式支座的疲勞壽命和可能的失效模式。
立式容器疲勞壽命云圖
了解更多疲勞分析方案：
http://jsform2.com/web/formview/66390a7575a03c2416365f4f
展開 基于Abaqus和Fe-Safe凹口軸件的多軸疲勞分析 ￥12
本文為一凹口軸件的多軸疲勞分析，采用對延性金屬材料比較適用的 BrownMiller 疲勞算法 進行壽命計算。
1 問題描述
一凹口軸件（如下圖所示），左端固定，承受的載荷可視為 2 個工況：
工況 1：等效的 1000 牛*米的彎矩
工況 2：1000 牛*米的扭矩
2 分析過程
2.1 有限元計算
利用 Abaqus對模型進行線彈性有限元分析，計算為 2個靜力學分析步，分別對應前述 2 個工況。
具體計算文件參看：notched_shaft_elas.inp。
2.2 疲勞計算
經 Abaqus 計算，得到結果文件 notched_shaft_elas.odb。
step1 彎曲載荷結果
step2 扭轉載荷結果
2.2.1 打開有限元分析結果
從主菜單選擇 File-Clear Data and Settings…，清除之前項目的設置和數據；
從主菜單選擇 File-FEA Solutions-Open Finite Element Model...，選中前面 Abaqus計算的結果文件notched_shaft_elas.odb，在彈出的 Pre-Scan File 對話框里，點擊 Yes 確定預覽結果文件。 在接著彈出的 Select Datasets to Read 對話框里，在 Quick select 區域下，勾選 Stresses和 Last increment only，然后點擊 Apply to Dataset List 按鈕，確認每個 step 的最后一個增量步被選中：
點擊 OK 按鈕，讀入模型。
展開 CAEfatigue中多通道振動疲勞分析復雜載荷的處理
背景
與傳統的高周、低周疲勞不同，振動疲勞因更貼合真實的物理世界近些年來在疲勞領域應用廣泛。而在振動疲勞分析中，環境時域載荷激勵往往是非常復雜的，為了提升計算速度，一般先將基于時間的載荷數據轉換為頻域PSD譜。比如，車輛在進行振動疲勞測試時，一般提取四個車輪中心處的載荷，如圖1所示，然后通過多體動力學軟件ADAMS構建整個車身模型獲取車身關鍵點的載荷，或者更復雜一點通過ADAMS軟件搭建測試路面、整車模型提取目標點的載荷，如圖2所示。在這兩種汽車行駛模擬中，白車身上的級聯負載都是在時域內的，通常以多通道時間信號的形式出現，而多通道信號之間的相關性對后續隨機響應和振動疲勞結果起著至關重要的作用。
圖1：車輛振動疲勞測試
圖2：ADAMS模擬路試載荷
在將采集到的時間數據轉換成頻域PSD這個過程中，一般采用傅立葉級數變換。然而，在執行此轉換過程時，往往都會面臨以下三個問題。
a)首先，頻域疲勞計算方法本身需要遵循一些假設，被處理的數據必須是穩態的、滿足高斯分布、隨機的，用戶很難量化這些假設。
b)其次，傅立葉變換必須設置幾個變量，如FFT（快速傅里葉變換）窗口形狀、FFT窗口長度等，設置這些變量需要一些先前的經驗，此外通常還需要為每個事件逐個設置變量，這顯然超出了一般用戶的分析能力。
c)第三，如何考慮多通道激勵中不同時域信號之間的相關性以及通道信號到模型的映射，這代表了一個重要的數據管理和重復使用性問題。
最近的技術突破已經解決了大部分問題，使得時域載荷的轉換過程對用戶而言變得相對簡單。解決方案的第一部分涉及在傅里葉變換之前的“負載調節”的復雜過程。第二部分涉及到FFT窗口長度的自動選擇。
展開 
設計仿真 | CAEfatigue中多通道振動疲勞分析復雜載荷的處理
背景
與傳統的高周、低周疲勞不同，振動疲勞因更貼合真實的物理世界近些年來在疲勞領域應用廣泛。而在振動疲勞分析中，環境時域載荷激勵往往是非常復雜的，為了提升計算速度，一般先將基于時間的載荷數據轉換為頻域PSD譜。比如，車輛在進行振動疲勞測試時，一般提取四個車輪中心處的載荷，如圖1所示，然后通過多體動力學軟件ADAMS構建整個車身模型獲取車身關鍵點的載荷，或者更復雜一點通過ADAMS軟件搭建測試路面、整車模型提取目標點的載荷，如圖2所示。在這兩種汽車行駛模擬中，白車身上的級聯負載都是在時域內的，通常以多通道時間信號的形式出現，而多通道信號之間的相關性對后續隨機響應和振動疲勞結果起著至關重要的作用。
圖1：車輛振動疲勞測試
圖2：ADAMS模擬路試載荷
在將采集到的時間數據轉換成頻域PSD這個過程中，一般采用傅立葉級數變換。然而，在執行此轉換過程時，往往都會面臨以下三個問題。
a)首先，頻域疲勞計算方法本身需要遵循一些假設，被處理的數據必須是穩態的、滿足高斯分布、隨機的，用戶很難量化這些假設。
展開 設計仿真 | CAEfatigue中多通道振動疲勞分析復雜載荷的處理
背景
與傳統的高周、低周疲勞不同，振動疲勞因更貼合真實的物理世界近些年來在疲勞領域應用廣泛。而在振動疲勞分析中，環境時域載荷激勵往往是非常復雜的，為了提升計算速度，一般先將基于時間的載荷數據轉換為頻域PSD譜。比如，車輛在進行振動疲勞測試時，一般提取四個車輪中心處的載荷，如圖1所示，然后通過多體動力學軟件ADAMS構建整個車身模型獲取車身關鍵點的載荷，或者更復雜一點通過ADAMS軟件搭建測試路面、整車模型提取目標點的載荷，如圖2所示。在這兩種汽車行駛模擬中，白車身上的級聯負載都是在時域內的，通常以多通道時間信號的形式出現，而多通道信號之間的相關性對后續隨機響應和振動疲勞結果起著至關重要的作用。
圖1：車輛振動疲勞測試
圖2：ADAMS模擬路試載荷
在將采集到的時間數據轉換成頻域PSD這個過程中，一般采用傅立葉級數變換。然而，在執行此轉換過程時，往往都會面臨以下三個問題。
a)首先，頻域疲勞計算方法本身需要遵循一些假設，被處理的數據必須是穩態的、滿足高斯分布、隨機的，用戶很難量化這些假設。
b)其次，傅立葉變換必須設置幾個變量，如FFT（快速傅里葉變換）窗口形狀、FFT窗口長度等，設置這些變量需要一些先前的經驗，此外通常還需要為每個事件逐個設置變量，這顯然超出了一般用戶的分析能力。
c)第三，如何考慮多通道激勵中不同時域信號之間的相關性以及通道信號到模型的映射，這代表了一個重要的數據管理和重復使用性問題。
最近的技術突破已經解決了大部分問題，使得時域載荷的轉換過程對用戶而言變得相對簡單。解決方案的第一部分涉及在傅里葉變換之前的“負載調節”的復雜過程。第二部分涉及到FFT窗口長度的自動選擇。
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 【技術鄰雙11】近300個精選CAE視頻統統六折起！錯過等一年（領券截止：11月12日21點）
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6折
LS-DYNA案例課程-3(煙囪爆破拆除仿真分析）
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課程名稱
折扣價
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270
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正弦掃頻+定頻+多軸+PSD新能源汽車電池包Hyperworks+Ncode
展開 