midas nfx疲劳分析

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1、midasNFX疲劳分析北京迈达斯技术有限公司聂文武ConfidentialNopartofthisdocumentmaybecirculated,quotedorreproducedfordistributionoutsidetheorganizationwithoutpriorwrittenapprovalfromMIDASIT,Co.,Ltd.疲劳分析1.为什么要进行疲劳分析？2.疲劳设计的方法有哪些？3.疲劳分析需要掌握哪些基本知识？4.如何应用NFX进行疲劳分析？5.疲劳分析实际案例操作演示操作案例：三脚架篮球筐汽车悬架Step00为什么要进行疲劳分析？机械产品/零部件常见的失效形

2、式：★过度变形★疲劳断裂★腐蚀★磨损Hanger3Step00疲劳设计的方法？处理机械产品/零部件设计常用的方法:★测试实验★手工计算FE-FatigueFE-Safe专业软件MSC-FatigueNsoft★软件计算ANSYSABAQUS通用软件HyperWorks集成软件Hanger4Step00疲劳分析需要掌握哪些基本知识？学习疲劳分析时需要掌握以下知识点：★疲劳的分类★S-N曲线应力幅平均应力★两种修正方法★雨流计数法★应力集中系数★循环次数★损伤累积方法★相关疲劳参数设置Hanger5Step01疲劳分析概要疲劳的原因内因：金属中有位错和滑移外因：载荷的变化疲劳的分类按研究对

3、象：材料疲劳和结构疲劳按疲劳周次：高周疲劳和低周疲劳按应力状态：单轴疲劳和多轴疲劳按载荷变化：恒幅疲劳、变幅疲劳和随机疲劳研究疲劳的高级方法◆频域疲劳◆热机疲劳◆频域疲劳◆腐蚀疲劳◆复合材料疲劳◆接触疲劳Hanger6Step01疲劳分析概要分析概要疲劳破坏是指材料承受小于其抗屈服强度的载荷反复作用时材料发生破坏的现象，常包含裂纹萌生和扩张2个阶段，循环塑性变形是金属产生疲劳的主要原因。疲劳裂缝是因为焊接缺陷，几何不连续引起的应力集中，应力范围和反复作用等引发而形成的。在这样反复荷载作用下，裂缝逐渐形成，最终导致断裂，疲劳的最脆弱部位特性需要详细的分析来查明原因.疲劳分析方法有基

4、于应力的应力-寿命(Stress-life)法和基于应变的应变–寿命(Strain-life)法，LEFM（裂纹扩展寿命法），研究裂纹扩展速率与寿命的关系。承受弹性应力且疲劳寿命相对长的情况下用应力-寿命法是正确的，但是在发生局部塑性变形且疲劳寿命相对短的情况下使用应变-寿命法更好.midasNFX中支持利用S-N曲线的应力-寿命法和利用E-N曲线的应变–寿命法,特别可以对于动态分析或者非线性分析中利用应力或者应变历程的疲劳分析进行分析.应力-寿命方法应力-寿命法是指通过在一定载荷的反复作用下发生破坏时的反复次数(N)和应力振幅(S)的关系来预测物体承受载荷时的疲劳程度的方法.S-N曲

5、线是材料在一定振幅的反复载荷作用下发生的应力振幅和达到破坏的反复回数的关系曲线.为了进行疲劳分析需要先进行物体的线性弹性分析，算出主应力或者Von-Mises应力等等价应力后通过S-N曲线预测出发生疲劳破坏所需的反复载荷次数.受变化(可变)振幅的反复载荷情况，利用雨流计数法(Rainflow-Counting)通过变量振幅的反复应力提取出个别应力振幅应用于S-N曲线.☞结构建模线性静态分析应力疲劳分析确认分析结果应力-寿命方法适用于弹性变形，不适用于塑性变形较大的状态（应变-寿命方法）Hanger7Step02疲劳分析概要-S-N曲线主要内容S-N曲线物体承受一定振幅的反复载荷情

6、况下，表现达到破坏时发生的S-N曲线可通过不考虑平均应力的单轴拉伸试验获得。应力振幅和(StressAmplitude,S)对应的振幅应力反复次数一个试件的疲劳分析结果对应于S-N曲线的一个(CycletoFailure,N)之间关系的曲线.点，不断改变应力幅进行实验，最后用最小自乘法(least-squaremethod)得到S-N曲线。当疲劳寿命小于10000时应注意，因为在这个范围内疲劳寿命对应力幅很敏感所以误差会很大，另外在这个区域会出现局部塑性变形，所以应力寿命法将不再适用。106次103次Hanger8Step03疲劳分析概要-材料疲劳特性如果没有大量实验结果时，可将应力0.9S

7、u(Su为最大容许应力)重复次数为1000次的点和疲劳极限应力幅(Se=0.5Su)重复次数为106的点的连线作为S-N曲线。钢铁材料实验中疲劳极限应力幅比较明显，但是像铝一样的材料实验中不能获得明确的疲劳极限应力，此时可将疲劳寿命为5ⅹ108次的应力幅作为疲劳极限应力幅。Hanger9Step04疲劳分析概要-应力反复载荷承受一定振幅的周期性的应力情况下应力振幅和平均应力通过下式计算得出.应力类型：因为疲劳