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ANSYS Mechanical（工作臺）利用 ANSYS 中的一項新功能即智能裂紋擴展技術(shù)，準確預(yù)測恒定幅值載荷條件下的裂紋擴展路徑和相關(guān)的疲勞壽命。在線彈性斷裂力學(xué) (LEFM) 假設(shè)下，采用巴黎定律模型評估具有不同 MCTS 配置的改進緊湊拉伸試樣 (MCTS) 的混合模式疲勞壽命。該方法涉及通過增量裂紋擴展分析準確評估應(yīng)力強度因子 (SIF)、裂紋擴展路徑和疲勞壽命評估。

研究的主要目標是展示裂紋擴展路徑的數(shù)值模型，并研究孔洞對改進型緊湊拉伸試樣（MCTS）在恒定振幅載荷條件下疲勞裂紋擴展和疲勞壽命的影響。研究使用了ANSYS Mechanical (Workbench)軟件，利用ANSYS中的智能裂紋擴展技術(shù)來準確預(yù)測裂紋擴展路徑和相關(guān)的疲勞壽命。巴黎定律模型被用來評估不同配置的MCTS在線性彈性斷裂力學(xué)（LEFM）假設(shè)下的混合模式疲勞壽命。

壓應(yīng)力通常有助于提高材料的疲勞壽命，因為它有助于閉合微觀裂紋，從而減緩裂紋擴展速率。相反，拉應(yīng)力可能會降低材料的疲勞壽命，因為它促進了裂紋的開放和擴展。為了更準確地預(yù)測材料的疲勞壽命，疲勞分析中通常采用平均應(yīng)力修正理論來考慮平均應(yīng)力的影響。其中Goodman理論、Soderberg理論和Gerber理論是最為常見的三種方法。

Liu 等[8] 對離心壓縮機葉輪葉片進行了氣動載荷和離心載荷耦合的有限元分析,得到了葉片疲勞壽命預(yù)測結(jié)果。卜嘉利等[9] 基于ABAQUS 有限元分析軟件研究了某型發(fā)動機風(fēng)扇轉(zhuǎn)子葉片在室溫下的疲勞性能。牟園偉等[10] 通過ANSYS 分析了外物損傷葉片的初始裂紋形態(tài)對疲勞壽命的影響。

2.后處理結(jié)果 三.結(jié)論應(yīng)用Python語言進行 ABAQUS二次開發(fā)可以有效的拓展其功能并且顯著提高工作效率。本文針對疲勞裂紋擴展問題進行ABAQUS的二次開發(fā)，應(yīng)用該程序可以有效分析飛機結(jié)構(gòu)疲勞裂紋擴展問題。如有需要，隨時聯(lián)系。

需要更好地了解混合型疲勞裂紋擴展，以設(shè)計更好的裂紋預(yù)測模型。在混合型疲勞裂紋擴展領(lǐng)域發(fā)表的研究成果很少，阻礙了更新、更準確的 DADTA 的開發(fā)。 第 2 步：設(shè)置 在 ANSYS Workbench 主菜單上拖放靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析： 步驟3：工程數(shù)據(jù)（材料模型） 本教程選定的材料是“SAE 1020 碳鋼”。

本次研討會將向大家介紹 Ansys Mechanical界面下的nCode DesignLife的疲勞分析功能，以及裂紋擴展分析新技術(shù)，包括多種新的裂紋生成功能，多裂紋前沿技術(shù)等。

Fe-safe能夠直接連接所有主要的FEA套件，如Abaqus、ANSYS、Nastran（MSC、NEi、NX）和Pro/Mechanica。它專注于基于現(xiàn)代多軸應(yīng)力的疲勞方法，并且是市場上最專業(yè)的疲勞分析軟件之一。Fe-safe適用于熱機械疲勞和蠕變疲勞、橡膠材料以及針對焊接接頭的 Verity 結(jié)構(gòu)應(yīng)變方法。

實際構(gòu)件很可能已存在初始微小裂紋或宏觀裂紋，其壽命僅指疲勞裂紋擴展部分，原有的疲勞曲線方法就不適用。斷裂力學(xué)在疲勞裂紋擴展中的應(yīng)用提供了有效的方法，其壽命主要取決于疲勞裂紋擴展速率da/dN(a為裂紋尺寸)和斷裂的臨界裂紋尺寸ac。? Ansys技術(shù)方案‐ 圍繞裂紋頂點的有限元單元應(yīng)該是二次奇異單元，其中節(jié)點放到1/4邊處。

Mechanical中的一種可實現(xiàn)裂紋擴展與網(wǎng)格重劃分的斷裂力學(xué)分析功能，可幫助用戶實現(xiàn)靜態(tài)與疲勞工況下的結(jié)構(gòu)損傷容限分析。

3、疲勞分析疲勞分析是評估結(jié)構(gòu)在重復(fù)加載下的壽命和可靠性的過程。了解疲勞理論和基礎(chǔ)知識是學(xué)習(xí)疲勞分析的關(guān)鍵。還需要掌握疲勞壽命曲線、疲勞裂紋和斷裂機制，掌握Ansys中的疲勞分析工具和方法，如疲勞損傷累積法和疲勞壽命預(yù)測方法，對于進行疲勞分析至關(guān)重要。第三部分：精通篇掌握了Ansys結(jié)構(gòu)仿真的基本操作和高級功能后，重點就應(yīng)該放在如何提高仿真的準確性和效果。

Mechanical- 葉片裂紋擴展分析 面臨挑戰(zhàn) ‐ 航空發(fā)動機由于材料缺陷，加工缺陷或疲勞引起的裂紋導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞，其直接原因是由于發(fā)動機正常運行時，部件裂紋、缺陷尺寸逐漸擴展，直至剩余強度小于工作應(yīng)力，從而發(fā)生破壞。安全壽命設(shè)計的假設(shè)條件是認為構(gòu)件材料是均勻連續(xù)的，不存在初始缺陷，片面追求高的裂紋萌生壽命，忽視了裂紋迅速擴展的危險。

本期是ANSYS Mechanical 2022 功能更新之單元、接觸、斷裂力學(xué)、并行計算。

Endurica的核心優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面：01基于物理的仿真模型軟件內(nèi)核基于斷裂力學(xué)理論，能夠依據(jù)材料的疲勞裂紋擴展數(shù)據(jù)直接預(yù)測產(chǎn)品壽命，仿真結(jié)果較傳統(tǒng)經(jīng)驗公式更為可靠。02與主流FEA軟件無縫集成支持直接讀取Abaqus、Ansys、Hexagon Marc等有限元分析結(jié)果，實現(xiàn)高效的工作流程整合。

內(nèi)容簡介：SMART（Separating, Morphing, Adaptive and Remeshing Technology）是Ansys Mechanical中的一種可實現(xiàn)裂紋擴展與網(wǎng)格重劃分的斷裂力學(xué)分析功能，可幫助用戶實現(xiàn)靜態(tài)與疲勞工況下的結(jié)構(gòu)損傷容限分析。本次研討會將簡要回顧相關(guān)的斷裂力學(xué)理論，介紹SMART功能在Mechanical界面的操作流程與各參數(shù)設(shè)置的影響。

，可幫助用戶實現(xiàn)靜態(tài)與疲勞工況下的結(jié)構(gòu)損傷容限分析。

瞬態(tài)過程中，應(yīng)力可能會出現(xiàn)波動，需要關(guān)注應(yīng)力峰值位置以及可能產(chǎn)生的疲勞損傷風(fēng)險。2． 結(jié)果展示：通過應(yīng)力云圖識別高應(yīng)力區(qū)域（如切削刃、刀具后刀面與工件接觸處），提取主應(yīng)力、等效應(yīng)力（如 von Mises 應(yīng)力）分布，評估材料的失效風(fēng)險（如刀具磨損、工件表面裂紋）。

疲勞仿真計算常用的算法或求解器有：§ S-N曲線法：根據(jù)試驗數(shù)據(jù)建立S-N曲線，然后根據(jù)S-N曲線計算結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。§ 裂紋擴展法：考慮裂紋擴展過程，計算結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。§ 有限元法：將結(jié)構(gòu)劃分為有限個單元，然后根據(jù)牛頓力學(xué)定律求解單元的運動方程，得到結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和應(yīng)變。

本次課程既適合光學(xué)設(shè)計及Zemax軟件初學(xué)者，也適合想要進一步拓展光機熱耦合多物理場分析的資深光學(xué)工程師。