Ansys nCode疲劳分析及应用

破坏模式1：
结构在恒定载荷作用下，当应 力超过抗拉强度时发生破坏， 这种破坏属于静力破坏。
破坏模式2：
在应力水平较低的情况下，对 结构施加循环载荷，最终引起 结构破坏，这种破坏属于疲劳 破坏。 疲劳是由应力的不断改变引起 的，不是最大应力的原因。
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疲劳破坏的断面
粗粒状 或
纤维状
静力破坏
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N 恒幅载荷下的s-n曲线
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疲劳分析理论
变幅载荷：雨流计数法——周期统计
循环 ADA’ BCB’ EHE’ FGF’ IJI’
幅值 9 4 7 3 2
均值 0.5 1 0.5 -0.5 -1
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疲劳分析理论
米勒准则（Miner准则）-—— 损伤计算
现代设计方法
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Ansys nCode疲劳分析优势（二）
ANSYS nCode DesignLife是ANSYS与HBM的nCode强强 联合的结晶。Ncode公司是国际著名的疲劳耐久性工程专 业公司和技术领导者。自80 年代公司成立至今，引导并推 动了疲劳理论在工业领域中的应用及其发展。
(n/N) = 1
n1 + n2
=1
N1
N2
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2 ANSYS nCode Designlife功能特色
Ansys nCode疲劳分析优势 功能特色介绍
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Ansys nCode疲劳分析优势（一）
传统的疲劳分析方法
设计
样机
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Ansys nCode疲劳分析优势（三）
完全集成在Workbench平台下
以流程图形式建立分析任务； 无缝读取ANSYS计算结果； 与ANSYS共享材料数据库； 在WB平台上统一进行参数管理，可用 DX进行优化。
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ANSYS nCode 疲劳分析优势（四） 提供专业的疲劳分析技术，协助用户在产品设计中：
当材料或结构受到多次重复变化 的载荷作用后，应力值虽然始 终没有超过材料的强度极限，甚 至比弹性极限还低的情况下就可能 发生破坏。这种在交变载荷作用下 材料或结构的破坏现象称为疲劳。
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破坏形式
施加恒定载荷
在较低应力水 平下，施加循
环载荷
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环境 模拟
再设计
疲劳 评估
完成
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Ansys nCode疲劳分析优势（一）
现代分析方法
载荷谱 定义
设计
Ansys有 限元分析
应力结果
nCode 疲劳分析
材料属性 定义
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重新 设计
疲劳 分析 结果
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Ansys nCode疲劳分析优势（一）
平滑区域
扰动载荷 局部性 发展过程
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疲劳分析方法
应力疲劳分析（S-N）
第一种疲劳分析方法 循环应力水平低、寿命长
应变疲劳分析（E-N）
循环应力水平高、寿命短 屈服后应变变化大、应力变化小
高周疲劳：材料在低于其屈服强度 的循环应力作用下，经104-105以上 循环产生的失效；
低周疲劳：材料在接近或超过其屈服 强度的应力作用下，低于104-105次塑 性应变循环产生的失效；
能够读取ANSYS、Abaqus、 Nastran等软件的有限元计算结果
nCode分析-五框图
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ANSYS nCode 的功能特色 用创丰利户建富用可内的m自存材a定模te料义板ri数a材l 据m料a库；n；ager自定义材料
nCode分析-五框图
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nCode分析-五框图
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ANSYS nCode 的功能特色
强大的结果输出功能：
• 云图、标记显示 • 输出自动鉴别疲劳关键区域和热点； • 疲劳分析结果表格输出； • Studio Glyph自动报告生成
nCode分析-五框图
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ANSYS nCode Designlife 高级疲劳寿命分析
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目录
1 疲劳理论介绍 2 ANSYS nCode Designlife功能特色 3 S-N疲劳分析概述及案例介绍 4 随机振动疲劳分析概述
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疲劳分析理论
只通过静力来确定 材料的机械性能时 ，机械性能没有充 分反映材料在交变 载荷作用下的特性 。使用过程中往往 会发生突如其来的 破坏。
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ANSYS nCode 的功能特色
时间序列 恒幅载荷 时间步载荷 温度载荷 Hybird载荷 振动载荷 Duty Cycle
Leabharlann Baidu
nCode分析-五框图
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ANSYS nCode 的功能特色
ANSYS nCode DesignLife 具有全面 的疲劳分析能力
应力疲劳 (单一，多曲线，Haigh图) 应变疲劳(自动多轴修正) 多轴安全系数分析(Dang Van) 焊缝和点焊疲劳分析 高温疲劳分析 振动疲劳(振动台模拟)
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疲劳分析方法
应力疲劳分析（S-N）
S
光滑标准件，在恒幅对称循环应力作用下 进行疲劳试验。 施加不同应力幅Sa，记录相应的寿命N。 恒幅对称载荷应力比R为-1，平均应力为Sm 为0.
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N
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疲劳S-N曲线
S
变 幅 载 荷？ 随 机 载 荷？
1. 避免设计缺陷引起的疲劳破坏
2. 避免过于保守的设计
产品出现不应当发生 的疲劳失效，会使企 业的信誉受损，经济 损失更大！
过于保守设计，使得产 品的成本增加，市场竞 争力下降！
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ANSYS nCode 的功能特色
支持的有限元结果： 静态分析(线性/非线 性) 瞬态分析 模态分析 频谱响应
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3 S-N疲劳分析概述
S-N 曲线： • 在恒幅对称载荷下破坏多个试样； • 试样为光滑标准件； • 拟合曲线通过绘制数据拟合；
考虑平均应力
材料的S-N曲线