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介紹在Ansys Workbench平臺下，采用Ansys Mechanical & Ansys nCode DesignLife開展結構熱-機疲勞的基本原理、方法、流程以及注意事項，并附贈相關案例DEMO。

本文針對過去20年在航空發動機和燃機輪機熱端部件熱腐蝕-疲勞的研究進展進行梳理和總結歸納，以期促進燃氣-海洋環境耦合作用下航空發動機和燃氣輪機熱端部件結構完整性評定方法的發展，提高航空發動機和燃氣輪機的安全性和可靠性。

氣缸活塞是許多機械設備，如內燃機、壓縮機等中的關鍵組成部分。它們長期受到機械載荷和熱載荷的周期性作用，特別是在高性能和高負載的應用中。由于溫度的大幅度波動和復雜的載荷條件，活塞結構可能會發生疲勞損傷，這稱為熱機疲勞。熱機疲勞是一種由于熱載荷和機械載荷共同作用導致的損傷機制。在活塞中，溫度可能會迅速改變，導致材料熱膨脹和收縮。與此同時，活塞還承受著來自氣缸內壓力的機械載荷。

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。

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

12.2 目標 您將學習SN分析引擎如何使用各種加載配置來執行由溫度變化引起的疲勞分析。這些加載由混合負載映射器定義。 此外，波紋管每200秒承受一次壓力脈沖。該載荷加載于波紋管的一個表面，如圖12-4所示。這種壓力加載重復時間超過30倍熱循環總持續的時間。由于需要大量的CPU和磁盤存儲，因此對于呈現我們的有限元分析有點不切實際。

本文原創首發于訂閱號：上海安世亞太關于ANSYS 2022 版本的學習資料可在上海安世亞太訂閱號自助領取1 焊接疲勞背景焊接連接是工業領域上非常常見的結構連接形式，在結構設計中具有十分重要的地位。焊接接頭通常幾何特征非常復雜、含缺陷（如夾雜）、存在殘余應力、存在熱影響區等，這使得焊接接頭處存在高度應力集中，應力在尖銳缺口處奇異，因此傳統的應力疲勞分析無法應用于焊縫疲勞分析。

焊接接頭通常幾何特征非常復雜、含缺陷（如夾雜）、存在殘余應力、存在熱影響區等，這使得焊接接頭處存在高度應力集中，應力在尖銳缺口處奇異，因此傳統的應力疲勞分析無法應用于焊縫疲勞分析。 常用的焊縫疲勞分析主要有如下四類方法：1）名義應力法，2）熱點應力法，3）峰值應力法，4）結構應力法。其中結構應力法關于有限元網格的不敏感性，在工程應用上具有獨特的優勢。

§ 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。

疲勞驗算涉及2種計算模型，由于nCode軟件功能限制，同時考慮2種計算模型的疲勞損傷難度較大，分別計算2個計算模型的總損傷，利用Miner累計損傷理論計算得到液壓支架承受50000次循環荷載的損傷極值，得到最小疲勞壽命。

檢測設備工作時疲勞問題 隨機振動疲勞 ANSYS nCode DesignLife 中的Vibration Fatigue 模擬仿真振動測試和頻率域內預測疲勞。

機疲勞分析 電機NVH仿真 重要性和挑戰 -NVH（噪聲、振動和聲振粗糙度）是電機的關鍵設計挑戰 -NVH是一個多物理場問題，具有耦合的電磁，結構和聲學 -電機可能必須滿足噪音標準，以確保操作員的健康和舒適度 -駕駛員和乘客的舒適度是汽車行業的關鍵

表面加工狀態的影響 機加工的表面總存在著高低不平的加工痕跡，這些痕跡就相當于微小缺口，在材料表面造成應力集中，從而降低材料的疲勞強度。試驗表明，對于鋼和鋁合金，粗糙的加工（粗車）與縱向精拋光相比，疲勞極限要降低10%~20%甚至更多。材料的強度越高，則對表面光潔度越敏感。 4.

在結構動力學分析中，該平臺可以模擬結構在動態載荷下的行為，如振動和疲勞。剛體動力學分析允許工程師研究物體在受到力和扭矩作用時的運動情況。</p><p>流體動力學模塊使工程師能夠模擬液體或氣體在各種條件下的流動行為，這對于設計高效的流體傳輸系統至關重要。結構熱力學分析則關注材料在熱載荷下的行為，包括熱膨脹和熱應力。