白车身FEMFAT疲劳分析流程
疲劳分析流程fatigue样本
摘要：疲劳破坏是构造重要失效形式，疲劳失效研究在构造安全分析中扮演着举足轻重角色。
因而构造疲劳强度和疲劳寿命是其强度和可靠性研究重要内容之一。
机车车辆构造疲劳设计必要服从一定疲劳机理,并在系统构造可靠性安全设计中考虑复合疲劳设计技术应用。
国内机车车辆重要构造部件疲劳寿命评估和分析采用复合疲劳设计技术，国外从疲劳寿命理论计算和疲劳实验两个方面在疲劳研究和应用领域有诸多新发展理论办法和技术手段。
无论国内国外，一批人几十年如一日致力于疲劳研究，对疲劳问题研究贡献颇多。
核心词：疲劳 UIC原则疲劳载荷 IIW原则 S-N曲线机车车辆一、国内外轨道车辆疲劳研究现状6月30日15时，备受关注京沪高铁正式开通运营。
作为新中华人民共和国成立以来一次建设里程最长、投资最大、原则最高高速铁路，京沪高铁贯通“三市四省”，串起京沪“经济走廊”。
京沪高铁开通，不但乘客可以享有到便捷与实惠，沿线都市也需面对高铁带来机遇和挑战。
在享有这些待遇同步，专家指出，各省市要想从中分得一杯羹，配套设施建设以及机车车辆安全性绝对不容忽视。
依照机车车辆当代设计办法，对构造在规定做到尽量轻量化同步，也规定具备高度可靠性和足够安全性。
这两者之间经常浮现矛盾，因而，如何精确研究其核心构造部件在运营中使用寿命以及如何进行构造抗疲劳设计是构造强度寿命预测领域研究中前沿课题。
在随机动载作用下构造疲劳设计更是成为当前机车车辆构造疲劳设计研究重点，而如何预测核心构造和部件疲劳寿命又是将来机车车辆构造疲劳设计重要发展方向之一。
机车车辆承受外部载荷大某些是随时间而变化循环随机载荷。
在这种随机动载荷作用下，机车车辆许多构件都产生动态应力，引起疲劳损伤，而损伤累积后构造破坏形式经常是疲劳裂纹萌生和最后构造断裂破坏。
随着国内铁路运营速度不断提高，某些核心构造部件，如转向架构架、牵引拉杆等都浮现了某些断裂事故。
因而，机车车辆构造疲劳设计已经逐渐成为机车车辆新产品开发前期必要过程之一，而通过有效计算办法预测构造疲劳寿命是构造设计重要目的。
FEMFAT疲劳分析教程
加工工艺的影响 微观结构参数： 1. 铸造第二树状结晶晶枝间距 2. 铸造凝固时间 3. 铸造冷却率
如果给当前组的节点赋予了铸造凝固时间和冷却率， 但是在对应的材料属性中没有(220)的材料数值，则将 使用如下的默认值： 1. 时间系数 K = 7.1 2. 时间指数 n = 0.38 3. 冷却率系数 C = 39.4 4. 冷却率指数 phi = 0.317
4
Groups组的定义
在FEMFAT中只对当前组进行分析计算
Groups组的定义 可以由单元或者节点形成组，来定义需要进行分析 的结构区域。当然也可以从其它有限元软件中事先 定义好组然后导入到FEMFAT中。
将创建一个名为“Detailed Results”的组，对应于设 置。此组节点的以下附加的详细信息将输出到fps文件中： S/N曲线 Haigh diagram 应力历程 (用于MAX 分析) 损伤时间特性(用于MAX分析)
3
FE Entitles有限元模型数据
有限元模型数据 选择文件格式（File Format）之后，在输入框内 （File Name）指定有限元模型文件的路径和名称。
启动后处理Visualizer
启动焊点定义 启动焊缝定义
调入模型的信息包括节点、单元、物理属 性、组、焊点、焊缝的数量
1. 输入的有限元模型的最大尺寸在“Modify Dimension”框 中以总体坐标系显示，用户可以检查长度单位是否是[mm]。
一个恒定的温度。将零部件细分到不同温度组中， 可以定义简单的温度分布，温度单位为[°C]。 2. 对于复杂的温度分布，比如温度分布来源于有限元 分析，可以以不同的文件格式导入节点温度。注意 所导入的温度值只被赋给当前组中的节点。
基于FEMFAT的白车身疲劳分析
基于FEMFAT的白车身疲劳分析白车身是指整车的车身结构，一般由车身骨架和车身面板组成，是整个汽车结构的基础和支撑。
疲劳是指材料或构件在循环加载下发生的损伤过程，是工程应力分析的重要内容之一、车身在使用过程中，常常面临着多种不同方向和不同幅值的载荷作用，这会导致车身结构存在疲劳问题。
因此，对于白车身结构进行疲劳分析是非常重要的，可以保证车身在使用寿命内不会出现疲劳失效，从而确保车身的可靠性和使用寿命。
FEMFAT是一种用于高级疲劳分析的软件工具，它基于有限元方法，能够对复杂结构进行应力分析和疲劳分析。
在白车身疲劳分析中，FEMFAT可以帮助工程师确定车身结构的疲劳寿命，并评估不同工况下的疲劳稳定性。
首先，进行白车身疲劳分析的第一步是建立有限元模型。
通过对车身结构进行划分和网格划分，将车身结构离散成多个小单元，在各个节点上定义材料特性和边界条件。
然后，使用FEMFAT进行载荷和应力计算，得到车身结构在不同工况下的应力分布情况。
接下来，根据车身结构的应力分布情况，利用疲劳材料参数，使用FEMFAT进行疲劳寿命预测。
FEMFAT提供了多种常见的疲劳寿命估算方法，如S-N曲线法、局部应力方法和振动疲劳方法等。
工程师可以根据实际情况选择合适的方法进行疲劳寿命估算。
此外，FEMFAT还可以进行疲劳稳定性评估。
疲劳稳定性是指结构在疲劳循环载荷下的疲劳寿命分布情况，也称为疲劳敏感性。
通过使用FEMFAT的概率疲劳分析功能，可以评估不同工况下的疲劳稳定性，找出疲劳敏感性较高的位置和部件，从而指导结构的优化设计。
最后，通过FEMFAT进行白车身疲劳分析后，工程师可以得到车身结构的应力分布情况、疲劳寿命预测和疲劳稳定性评估等结果。
这些结果可以为结构设计和优化提供重要参考，提高车身结构的可靠性和使用寿命。
总之，基于FEMFAT的白车身疲劳分析是一种重要的工程应用。
通过使用FEMFAT，工程师可以对车身结构进行应力分析和疲劳分析，预测车身的疲劳寿命，并评估疲劳稳定性。
白车身模态分析流程、建模指导书及标准
Deviation form basic shaped elements, i.e. taper
Curvature and singularity tests for quadratic elements Color-coding based on node or element ID numbers
Gap
NonCongruen
t Surface boundarie
s
➢ Reduce cost ➢ Increase productivity ➢ Build quality finite element models with minimal user
interaction
Company Confidential
Simplify Merge Faces Merge 16 pseudo faces into 1 face
Company Confidential
User Scenario 1
➢Additional manual mesh simplification
1 face
Company Confidential
Company Confidential
CAE模型的建立
➢根据计算机的能力和要求的精度确定合 适的网格大小，划分网格。如果机器的 能力和时间允许，可以将单元尺寸划分 的小一些（但不能太小），如可以按照 碰撞的计算要求进行划分，这样同一个 模型既能够计算模态分析，有可以模拟 碰撞.
Company Confidential
修改设计
Company Confidential
几何模型修正
➢ 在建立几何模型的过程中,有可能发生 几何特征缺失或者产生一些不必要的小 碎面，这些几何错误都需要进行清理， 否则会影响有限元模型的质量、计算的 精度和速度，具体的方法是进行缝合、 修补或合并。可以将N个面合并成一个 面（此种方法只限对模型质量要求不高 的情况），但关键的特征线应该保留， 如拐角、和孔等。
FEMFAT疲劳分析教程
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FE Entitles有限元模型数据
有限元模型数据 选择文件格式（File Format）之后，在输入框内 （File Name）指定有限元模型文件的路径和名称。
启动后处理Visualizer
启动焊点定义 启动焊缝定义
调入模型的信息包括节点、单元、物理属 性、组、焊点、焊缝的数量
1. 输入的有限元模型的最大尺寸在“Modify Dimension”框 中以总体坐标系显示，用户可以检查长度单位是否是[mm]。
FEMFAT 参数设置
Engineering Center Steyr
© ECS / Disclosure or duplication without consent is prohibited
FEMFAT BASIC
2013
Author: ECS China Team
© ECS / Disclosure or duplication without consent is prohibited
Smoothed
: 对应于表面粗糙度 =60µm
Roughed
: 对应于表面粗糙度 =140µm
As Cast
: 对应于表面粗糙度 =200µm
User defined Default: 对应于表面粗糙度 =1µm
节点属性 可对节点组赋予各种参数
对当前节点组赋予材料 定义表面粗糙度
定义表面粗糙度
组内节点可以用两种方式来指定表面粗糙度：
1. 直接输入表面粗糙度值Rt或者Rz，单位[µm]。
2. 从表面粗糙度框内选择预设值:
Polished
: 对应于表面粗糙度 =2µm
Grinded
: 对应于表面粗糙度 =10µm
汽车零部件疲劳寿命检验流程与标准
汽车零部件疲劳寿命检验流程与标准汽车零部件疲劳寿命检验是一项非常重要的工作，它可以确保汽车零部件在长期使用中的可靠性和安全性。
下面将介绍一下汽车零部件疲劳寿命检验的流程与标准。
汽车零部件疲劳寿命检验的流程可以分为以下几个步骤：1. 制定测试计划：根据零部件的使用条件和设计要求，制定测试计划。
测试计划应包括测试的时间、加载方式、测试样品的数量和要求等内容。
2. 制作测试样品：根据测试计划，制作符合要求的测试样品。
测试样品的制作应按照产品设计图纸和工艺要求进行，确保样品的尺寸和材质等与实际使用的零部件一致。
3. 进行疲劳加载测试：将测试样品放置在疲劳加载设备中，按照设定的加载方式进行加载测试。
疲劳加载设备可以模拟实际使用过程中的加载条件，例如道路震动、振动等。
加载测试的过程中需要监测并记录样品的应力、变形、振动等数据。
4. 监测和评估：在加载测试过程中，需要实时监测和记录样品的应力变化，以及其他相关数据。
通过对这些数据进行分析，可以评估样品在疲劳加载下的疲劳寿命。
5. 制定测试结论：根据实际测试结果，制定测试结论。
如果样品在设定的测试次数内没有发生断裂或破坏，可以认为样品的疲劳强度满足要求，具有较长的疲劳寿命。
如果样品在测试过程中出现断裂或破坏，需要对样品进行分析，找出断裂或破坏的原因，并提出改进措施。
除了以上的测试流程，还需要参考相关的标准来进行汽车零部件疲劳寿命检验。
目前国内外常用的标准包括国际ISO、国内GB、行业标准等。
这些标准规定了疲劳测试的方法、加载条件、测试样品的要求、评估指标等内容。
根据不同的零部件类型和使用条件，可以选择适合的标准进行测试。
总而言之，汽车零部件疲劳寿命检验是一项极其重要的工作，它可以确保汽车零部件在长期使用中的可靠性和安全性。
通过制定测试计划、制作测试样品、进行疲劳加载测试、监测和评估以及制定测试结论等步骤，可以有效地进行疲劳寿命检验。
同时，参考相关的标准也是必不可少的，这些标准规定了疲劳测试的方法、加载条件、测试样品的要求等内容。
FEMFAT疲劳分析教程
FEMFAT疲劳分析教程
FEMFAT（有限元疲劳分析工具）是一种用于预测部件疲劳寿命和性能的软件工具。
它基于有限元方法，可以对结构进行疲劳分析、寿命预测和结构优化。
本教程将介绍FEMFAT软件的基本使用方法和疲劳分析的基本原理。
第一部分：FEMFAT软件介绍
1.FEMFAT软件的基本功能和应用领域；
2.FEMFAT软件的主要特点和优势；
3.FEMFAT软件的安装和设置。
第二部分：建立有限元模型
1.导入CAD模型到FEMFAT软件；
2.确定模型的边界条件和加载条件；
3.定义材料性能参数。
第三部分：疲劳加载和分析
1.定义疲劳分析的加载条件；
2.进行疲劳分析，包括应力分析和应变分析；
3.疲劳寿命预测方法和理论。
第四部分：结果分析和优化设计
1.分析疲劳分析结果，包括寿命预测和疲劳热图；
2.根据结果进行优化设计，改进结构的疲劳性能；
3.结果验证和优化方案的效果评估。
第五部分：案例分析
1.疲劳分析实例，如汽车发动机支架的疲劳分析；
2.案例的建模、加载条件和分析过程；
3.案例结果分析和优化设计。
第六部分：注意事项和常见问题
1.使用FEMFAT软件时的注意事项和使用技巧；
2.常见问题解答。
总结：FEMFAT软件是一种强大的疲劳分析工具，可以用于预测结构部件的疲劳寿命和性能。
通过本教程，您将学会使用FEMFAT软件进行疲劳分析，并能够根据分析结果进行结构的优化设计，提高结构的疲劳寿命和性能。
希望本教程能够帮助您更好地理解和使用FEMFAT软件。
白车身模态分析流程、建模指导书及标准
Hex mesh
Tet mesh example:
Free edge display
Free edge display* after
before equivalencing equivalencing
Solid line indicates only one tet
网格划分Advanced Surface Mesher
➢ Benefits
➢ Drastically reduce analysis modeling time
➢ the same part can now be meshed in less than a minute ➢ originally, it would take at least 30 minutes
Company Confidential
User Scenario 1
➢Pseudo surface cleanup
➢Create congruent meshes (based on user defined tolerance)
➢ Select initial tri-mesh ➢ Set tolerance to .1
DISTORTION CHECK OF HEX ELEMENTS
Object: The Test Option
gives an
overview for the current group
Company Confidential
TYPICAL VERIFY FORM
Aspect
Company Confidential
Company Confidential
焊点的连接方式
fe-safe疲劳分析流程
fe-safe疲劳分析流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!fe-safe 疲劳分析流程通常包括以下步骤：1. 模型准备导入几何模型：将需要进行疲劳分析的零件或结构的几何模型导入到 fe-safe 软件中。
FEMFAT高端疲劳强度及优化分析软件
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在 FEMFAT PLAST 中通过应用局部应力，先后次序的影响将近似的用"有利于 的"和"无利于的"次序进行作用。 当从有限元分析得到线性应力后，一个循环稳定的应力-应变曲线将被用来 计算弹性-塑性应力。第一步，最大应力将通过 Neuber 双曲线从新计算出来。下 一步，对于逆循环弹塑性的最小应力将被确定。 当先后次序的影响被考虑时，依赖于平均应力的大小，雨流矩阵中条目的各 局部损伤值将被叠加在一起。 先前条目的被重新调整的应力将被传递到下一个被 计算的条目。 依赖于压缩的平均应力的雨流矩阵中的单元与依赖于拉伸的平均应 力的单元是不同的。 BREAK 模块:静态过载分析; 当用户对模型的节点由于线性计算产生的高应力梯度而断裂进行预测感兴 趣时，用户可以选择这个分析方法。这意味着本质上 FEMFAT BREAK 不是疲 劳分析项目，但它是一个基于线性分析结果的十分有用的工具，来试图在不同的 设计方案的选择上减少所需的试验次数。 FEMFAT BREAK 考虑了模型中的相对应力梯度来决定应力的极限。 通过材 料的特性(断裂应力和杨氏模量)以及 Neuber 双曲线的应用，FEMFAT 可以确定 材料的 Neuber 应力极限。这是一个可允许应力的最大值相对于相对应力梯度的 信息，它是由试棒的拉和压力产生的破坏应力而得到的。 HEAT 模块:考虑温度影响的热疲劳分析; FEMFAT HEAT 模块的用途是为了零部件在受到机械和热冲击下的低周疲 劳分析。特别是发动机部件如缸盖、活塞、排气歧管、涡轮叶片等必须满足经济 性和疲劳耐久性的设计要求。 目前随着对发动机重量，性能和排放等要求的不断提高，发动机零部件和排 气歧管等比以前将受到更大的负载和更高的温度。 这样零部件在高温高压同时作 用下的疲劳寿命计算就显得尤为重要了。 目前热机械疲劳的预测越来越受到工程 师们的关注，他们试图通过在等温的状况和单一重复的载荷工况下进行模拟。然 而等温试验在不断变化的应变和温度情况下并不能获得全部的损伤机理。正像 Sehitoglu 教授所说的那样， 在热机械工况作用下， 我们应当对影响材料特性不同
通过FEA、MBS 和 FEMFAT 对曲轴进行疲劳强度分析
内部节点
接口节点
Author: Robert Wahlmüller
Date: July 2007
7
Component Mode Synthesis 部件模态合成 (Craig Bampton Method)
假定: 柔体具有小的变形 => 部件模态的线性叠加
u
physical coordinates 物理坐标 Modal (Generalized) Coordinates 模态坐标 变换矩阵，包含部件模态
Author: Robert Wahlmüller
Date: July 2007
10
Component Mode Synthesis 部件模态合成 部件模态合成的主要优点:
大大降低了柔体的自由度数量
eg.: dof 100.000
MKK MKI MIK MII
. .K u . .I u
+
. .C q . .N q .. qC .. N q
16
Two Mass Flywheel 双质量飞轮
弹簧和质量系统 (刚性部件) 主要质量通过约束或是刚度进行操纵
齿轮箱 / 试验台轴的影响是主要的
主和次质量的连接通过应用径向约束 (inline) 或是刚度 扭曲和倾斜连接通过应用非线性弹簧（从供应商得到）
M
φ
range 1 range 2 limit stop
= u =
q
C 约束模态Constraint Modes矩阵
q
N 固有模态Normal Modes矩阵
uK
uI
=
I
C
0
N
qC (=uK)
*
qN
FEMFAT疲劳分析教程
FEMFAT疲劳分析教程FEMFAT（Finite Element Method Fatigue）是一种基于有限元方法的疲劳分析软件，广泛应用于汽车、航空航天、能源等行业。
本文将分为以下几个部分，介绍FEMFAT的概述、使用方法和实际案例，以帮助读者了解和应用FEMFAT疲劳分析。
一、FEMFAT概述FEMFAT是一种基于有限元方法的疲劳分析软件，用于评估结构在长期加载下的疲劳寿命和可靠性，通过损伤积累模型计算零件的疲劳寿命，并可预测在不同载荷条件下结构的寿命。
FEMFAT可以与CAD、CAE软件无缝集成，提供多种工况加载、材料模型和疲劳准则，帮助工程师快速准确地评估和优化结构的疲劳性能。
二、FEMFAT使用方法1.数据准备：导入CAD模型、网格划分、边界条件、材料参数和加载条件等输入数据。
2.模型设置：选择疲劳分析类型、加载类型和时间历程等。
3.材料设定：选择合适的材料模型，输入材料参数。
4.载荷设定：设置加载类型、加载方向和加载大小等。
5.网格划分：对模型进行网格划分，保证适当的网格密度和准确的边界条件。
6.分析运行：运行疲劳分析，根据设定的材料模型和载荷条件，计算结构的疲劳寿命和应力分布等结果。
7.结果分析：分析疲劳寿命和应力分布等结果，根据需要进行结果的优化和改进。
三、FEMFAT实际案例1.汽车悬挂系统疲劳分析：通过FEMFAT可以评估汽车悬挂系统在不同道路条件下的疲劳寿命，确定零部件的寿命和失效位置，从而指导设计优化和材料选择。
2.飞机机翼疲劳分析：通过FEMFAT可以评估飞机机翼在飞行过程中的疲劳寿命，确定结构的安全系数，优化结构设计，提高飞机的可靠性和安全性。
3.桥梁结构疲劳分析：通过FEMFAT可以评估桥梁结构在大风和地震等加载下的疲劳寿命，确定结构的可靠性，指导维护和保养工作，提高桥梁的使用寿命。
总结：FEMFAT是一种基于有限元方法的疲劳分析软件，可以用于评估结构的疲劳寿命和可靠性。
基于FEMFAT的曲轴疲劳分析
2 曲拐的有限元模型 2 疲劳模型 本文中曲轴的材料
3 缸压曲线
4 曲柄销及 曲柄销 轴颈处载荷
31CrMov9，其 S-N 曲线表达式如
log σ K C N + σ af,C − K C N cf,C , N cf,C > N > 0 = a σ ,N > N af,C cf,C
相交圆角处出 最大拉 力 在爆压力工况，如 在爆压力工况
臂相连处的圆角处出 相连处的圆角处出 最大的压 力 经过计算得出
2
柄臂相连的圆角处 力幅值最大
1 最大拉工况
2 最大压工况 5 力分析结果
3
力幅值
将有限元计算结果导入疲劳分析软件得到疲劳 力结果 区域，从 6 中看出 区域
中白颜色的区域就是 力幅值 化很小的
1
式中
σaf,C
疲劳强度极限，Kc
曲线斜率，Ncf,C Kc
极限循 次数
基于影响因子的疲劳安全系数分析 基于影响因子的疲劳安全系数分析，根据 FKM 标准，考虑到 力 度 平均 力 加工工艺 可靠 性等因素的影响， S/N 曲线的 个参数 σaf,C Ncf,C 进行修 力极限 表面处理 几何尺 时，考虑到 考虑到交 载荷 温度 统计 材料参数 首先， 于疲劳强度极限σaf,C 进行修 时，考虑到交 影响 力 度 平均 力等影响因子 其次， 力 度 表面粗糙度/锻造
3
2.617 ，均在 480 2.6171
节点
处，两者结果相差 6.6% 3 简化法和 同法计算曲轴疲劳所采用的疲劳分析原理相同，只是在工况选 虑到全载荷周期的工况，简化法采用关键工况模拟出全载荷周期 4 在设计初期使用简化法 疲劳性能进行研究 5 通过 曲轴疲劳分析方法的研究，能更好的通过有限元分析指导设计，缩短研发周期
商用车白车身结构疲劳寿命分析与优化设计样本
某商用车白车身构造疲劳寿命分析与优化设计作者：湖南匸业李明李源陈斌摘要：本文基于应力分析成果，采用有效疲劳寿命预估办法，运用专业耐久性疲劳寿命分析系统MSC. Fatigue对该型商用车白车身进行S-N全寿命分析，得苴疲劳寿命分布与危险点寿命值。
采用构造优化、合理选材等办法，提高白车身构造疲劳寿命。
核心词：白车身：有限元；静态分析；疲劳寿命分析：优化前言在车身构造疲劳领域国内研究中，1994年，江苏理工大学陈龙在建立了车辆驾驶室疲劳强度汁算力学和数学模型基本上，提出了车辆驾驶室疲劳强度研究办法［1］。
年，淸华大学孙凌玉⑵等初次计算机模仿了汽车随机振动过程。
年，上海汇众汽车制造有限公司王成龙［3］等应用FATIGUE软件分析，结合疲劳台架实验，探讨了疲劳强度理论在汽车产品零部件疲劳寿命汁算中应用，提出了提高零部件疲劳强度办法。
年，同济大学汽车学院靳晓雄［4］等人提到进行零部件疲劳寿命预估，精准有限元模型和可靠材料疲劳数拯是必须，此外获得准的确际运营工况下道路输入载荷也非常核心。
但由于客观条件限制，国内这方面研究非常有限，理论分析多，对局部零部件研究多，把车身整体作为研究对象很少。
本文以某型商用车疲劳寿命仿真分析及优化提髙为内容，研究中，一方而对白车身构造几何进行网格划分：之后使用MSC.Patran/Nastran对白车身构造进行静态仿真：然后导入MSC.Fatigue对白车身构造进行疲劳寿命仿真。
在分析基本上采用构造优化设汁办法优化构造、合理选取材料等，提高白车身构造静态力学性能与动态疲劳寿命。
1疲劳寿命计算办法疲劳寿命汁算需要载荷变化历程、构造几何参数，以及关于材料性能参数或曲线［4］。
图1为基于有限元分析成果疲劳寿命分析流程。
图1基干有限元分析成果疲劳寿命分析用有限元办法汁算疲劳寿命普通分为两步：第一步是计算应力应变响应。
第二步是结合材料性能参数，应用不同疲劳损伤模型进行寿命讣算。
疲劳寿命预测精度既依赖于应力应变响应对的模仿，也依赖于预测模型合理使用。
基于道路谱的整车疲劳分析
2 模型检查 计算TB状态模型的模态，对模型进行检查
3 静力分析，采用惯性释放方法，计算各通道6方向的静力结果
某款汽车接附点编号示意图
二、基于道路谱的车身疲劳分析
5.在FEMFAT中计算基于道路谱的车身疲劳损伤
新建任
导入分析 模型
生成通道临时文件
后处理
按照材料 分Group
导入材料并指 定Group材料
某款汽车传感器布置示意图
二、基于道路谱的车身疲劳分析
2.载荷信号采集及数据后处理
1 采集 根据路试道路规划进行多次 少2次以 典型路面载荷采集 2 数据减缩 根据相对损伤值进行数据减缩，确保减缩后的数据 原数据的相对 损伤值相当 3 路普选择 1 该路普多数通道最大值均大于另外的路谱 2 该路谱多数通 道相对损伤值均大于另外的路谱 3 该路谱 存在 合理数据
速度及在Z向
的位移 根据此原则路普采集试验一般安装以 传感器用于相关信号采集 1 变片 标定出车 X Y方向力 标定出减震器 或弹簧 Z方向力 2 位移传感器 测量 心Z向位移 3 速度传感器 测量 心处X Y Z方向 速度 测量车身 毂包处Z方向
速度 4 GPS 测量试验车纬度 经度 海拔 车速等
某款汽车数据采集路线示意图
某款汽车选择的9段特征路面
3. 多体动力学仿真
根据选择的特征路面，进行载荷谱迭代，载荷分解及工况仿真计算
二、基于道路谱的车身疲劳分析
4.计算单位载荷 的 力分布
1 计算单位 力的模型准备
1 一般用TB状态的模型
2 焊点焊缝的处理
3 接附点编号
4 配重保持 多体模型一
5 按照材料对模型进行分组
基于道路谱的整车疲劳分析 ——长安汽车
白车身FEMFAT疲劳分析流程及应用
白车身有限元及疲劳分析
Engineering Center Steyr GmbH & Co KG (ECS)
斯太尔工程技术中心
白车身有限元及疲劳分析
目标:
1. BIW疲劳分析流程
2. 运用FEMFAT进行BIW疲劳分析的项目举例
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
12
BIW疲劳分析流程
FEMFAT疲劳计算
• ECS应用FEMFAT MAX来计算BIW的多轴向疲劳损伤值，损伤值的倒 数就是寿命值。我们可以增加行驶路程，比如道路谱采集只有5公里， 而我们的实际耐久要求是20万公里，那么在软件中乘以一个 20万/5 = 4 万的系数就可以了。所得到的结果可以证明此BIW是否能经受的住20万 公里的坏路行驶。
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
7
BIW疲劳分析流程
虚拟迭代（VI） - Virtuelle Iteration
• ECS开发出的FEMFAT LAB VI „ Virtuelle Iteration“ 是经过多年的摸索，借鉴台架试验中的”物理迭代“编写 的软件方法。经过近10年的实践目前处于业界的最前沿 水平，目前已有多家汽车公司对这套软件进行了采购。
• 在疲劳损伤值计算前，需要输入FE模型的节点和单元、材料信息S-N 曲线、各通道的载荷谱和相应的单位应力值、影响参数等信息。
• FEMFAT Visulizer的是一个后处理模块，可以直接察看计算结果。
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
13
BIW疲劳分析流程
台架试验
• 如果条件允许的话可以运用采集的路谱进行台架试验。并与计算结果进行 对比。ECS积累了长达30年的汽车研发经验，实践告诉我们采用此疲劳分析 流程，并结合FEMFAT软件进行疲劳计算，其可靠性完全与试验相吻合。
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- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
12
BIW疲劳分析流程
FEMFAT疲劳计算
• ECS应用FEMFAT MAX来计算BIW的多轴向疲劳损伤值，损伤值的倒 数就是寿命值。我们可以增加行驶路程，比如道路谱采集只有5公里， 而我们的实际耐久要求是20万公里，那么在软件中乘以一个 20万/5 = 4 万的系数就可以了。所得到的结果可以证明此BIW是否能经受的住20万 公里的坏路行驶。 • 在疲劳损伤值计算前，需要输入FE模型的节点和单元、材料信息S-N 曲线、各通道的载荷谱和相应的单位应力值、影响参数等信息。 • FEMFAT Visulizer的是一个后处理模块，可以直接察看计算结果。
• 此项目采用路谱方法对白车身的基础材料、焊缝和焊点进行疲劳损 伤值计算。
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
19
项目介绍
Daihatsu某型轿车 • 此项目采用路谱方法对白车身的基础材料、焊缝和焊点进行疲劳损伤
值计算。
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
20
项目介绍
Daihatsu某型轿车
FEMFAT 在工程项目中的应用
白车身有限元及疲劳分析
Engineering Center Steyr GmbH & Co KG (ECS)
斯太尔工程技术中心
白车身有限元及疲劳分析
目标:
1. BIW疲劳分析流程
2. 运用FEMFAT进行BIW疲劳分析的项目举例
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
• 此项目采用路谱方法对白车身的基础材料、焊缝和焊点进行疲劳损伤 值计算。
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
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项目介绍
BMW某型轿车
• 此项目采用路谱方法对白车身的基础材料、焊缝和焊点进行疲劳损伤 值计算。因为项目成功完成并且此车型的销量非常的好，为了纪念这 次合作，BMW公司将第一辆生产的车型一分为二，一半留在了ECS， 另外的一半存放在BMW在慕尼黑的博物馆里。
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
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BIW疲劳分析流程
模态分析
• 模态响应计算是为了研究BIW在特定的频率下全局和某些关键部件是否产 生共振现象。 • ECS运用Nastran的S103计算模态相应。
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
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BIW疲劳分析流程
接口点单位载荷
• ECS运用Nastran的Inertia Relief进行S101计算各接口点的6个自由度的 单位载荷，以得到BIW的单位应力。单位载荷是指比如Fx = 1 N, Mx = 1 Nmm等。如果有24个受力点，则需计算24 x 6个自由度 = 144次单位载荷 计算，与之相对应的是来自MBS的144个载荷谱通道。
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白车身有限元及疲劳分析
内容:
1. BIW疲劳分析流程
2. 运用FEMFAT进行BIW疲劳分析的项目举例
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
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BIW疲劳分析流程
路谱采集 路谱数据处理 虚拟迭代 接口点载荷谱
பைடு நூலகம்
MBS 模型
FEMFAT 疲劳计算
台架试验
模态分析 接口点单位载荷
FE 模型
作者: 张文轩
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
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BIW疲劳分析流程
路谱数据处理
• 在采集到路谱数据后需要对路谱数据进行处理。 • 应用ECS开发的FEMFAT LAB 可完成对数据在时间域和频率域进行数据 的分割、重组、过滤、裁减、分类和格式转化等任务。它下设：LAB Standard、Virtual Iteration、Time、Frequency、Class、Fatigue 和 Tools子模块，是功能强大的数据处理软件包。
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
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BIW疲劳分析流程
台架试验
• 如果条件允许的话可以运用采集的路谱进行台架试验。并与计算结果进行 对比。ECS积累了长达30年的汽车研发经验，实践告诉我们采用此疲劳分析 流程，并结合FEMFAT软件进行疲劳计算，其可靠性完全与试验相吻合。
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
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BIW疲劳分析流程
MBS 模型
• 应用MBS “Multi Body Simulation“和虚拟迭代的方法可以将测量的路谱 信息准确的反馈到BIW上，得到准确的BIW上接口点的载荷谱。 • ECS运用ADAMS建立MBS模型，并运用多年的经验调整各关键部件的参 数，使计算更加精确。
项目介绍
奥迪某型轿车
• 此项目采用路谱方法对白车身的基础材料、焊缝和焊点进行疲劳损伤值计 算。
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
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项目介绍
Nissan某型轿车
• 此项目采用路谱方法对白车身的基础材料、焊缝和焊点进行疲劳损伤值计 算。
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
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项目介绍
Mitsubishi某型轿车
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白车身有限元及疲劳分析
内容:
1. BIW疲劳分析流程
2. 运用FEMFAT进行BIW疲劳分析的项目举例
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
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项目介绍
日本某客户SUV
• 此项目采用路谱方法对白车身和底盘大梁架的基础材料、焊缝和焊点进行 疲劳损伤值计算。
Evaluation at the Proving Ground
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
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作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
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BIW疲劳分析流程
FE 模型
• 在收集了所需的数据后就可以在3D模型的基础上建立FE有限元模型了。 ECS应用ANSA和IDEAS建立FE模型，定义边界条件和施加载荷。 • ECS运用Nastran的Inertia Relief进行S101计算各接口点的6个自由度的 单位载荷。单位应力是指比如：力Fx = 1 N，扭矩Mx = 1 Nmm等。如果有 24个接口点，就计算24x 6个自由度 = 144个工况，与之对应的是来自MBS 的144个通道载荷谱。 • ECS运用Nastran的S103计算模态响应，并为MBS模型做准备。 • ECS有一套完整的针对焊点和焊缝的模型建立体系，以便于后续的疲劳分 析计算使用。
日期: 2006年9月4日
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BIW疲劳分析流程
路谱采集
• 路谱的采集是分析的第一步，它的目的是采集路况信息。通常情况下路谱 都是在特定的多个路况条件下采集的。 • 因测量的目的不同所要采用的传感器类型也不同，常用的有位移传感器、 应变片、加速度传感器和六分力仪等。ECS通过多年的实践开发出了采用加 速度传感器的方法，可测量XYZ三个方向的加速度，结合虚拟迭代的方法可 以达到采集方便，数据准确和价格便宜等优点。
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
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BIW疲劳分析流程
虚拟迭代（VI） - Virtuelle Iteration
• ECS开发出的FEMFAT LAB VI „ Virtuelle Iteration“ 是经过多年的摸索，借鉴台架试验中的”物理迭代“编写 的软件方法。经过近10年的实践目前处于业界的最前沿 水平，目前已有多家汽车公司对这套软件进行了采购。 • VI的作用是通过内部所测量的值（加速度、位移、力 等）来确定外部的激励源（轮心的位移等）。 • VI的应用步骤和试验台架的物理迭代步骤是一致的。 • 此方法可应用于所有模拟软件(ADAMS, SIMPACK, RECURDYN,...) • 此方法自动兼容ADAMS和SIMPACK
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
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BIW疲劳分析流程
接口点载荷谱
• 应用MBS “Multi Body Simulation“和虚拟迭代的方法可以将测量的路谱 信息准确的反馈到BIW上，得到准确的BIW上接口点的载荷谱。每个接口点 有6个自由度，即每个接口点得到的3个方向力和3个方向扭矩载荷谱，如果 白车身有24个接口点就是144个载荷谱通道。 • ECS应用载荷谱通道作为FEMFAT MAX的载荷输入数据，以计算BIW多 轴向受力情况下的疲劳损伤值和寿命。
Simulation at the Test Bench
Improvement Improvement Proposals Proposals
Measurementdata
Finite Elemente (FEM)
Multi Body System (MBS)
作者: 张文轩 日期: 2006年9月4日 16