大綱

主要內容

一、概述

1、為什么要進行疲勞與斷裂分析?? ? ? ? ?2、疲勞的定義

3、疲勞的分類?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?4、疲勞破壞的基本特征??

5、結構抗疲勞設計方法?? ? ? ? ? ? ? ? ?6、Ansys nCode 產品簡介

7、疲勞數值計算的五要素

?

二、材料的疲勞

強度

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1、疲勞試驗試樣及其制備?? ? ? ? ? ? ? ?2、循環應力

3、材料的S-N曲線?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?4、材料的疲勞極限

5、疲勞分析的統計學基礎?? ? ? ? ? ? ? ?6、材料的P-S-N曲線

工程實例-1:等幅載荷作用下階梯軸疲勞計算

三、S-N曲線修正原理與方法

1、概述

2、應力集中對疲勞強度的影響與修正方法

2.1理論應力集中系數Kt?? ? ? ? ? ?

2.2理論應力集中系數Kt的有限元求解方法?

2.3有效應力集中系數Kf（Kσ）?? ? ??

2.4缺口應力集中問題的nCode處理方法

3、尺寸效應對疲勞強度的影響與修正方法?? ?

3.1 nCode的缺陷：無法考慮尺寸效應（獨創）

3.1光滑試件的尺寸系數?? ? ? ? ? ? ? ? ?

3.2非規則（含缺口）零件的尺寸系數?? ? ? ??

3.3基于TCD法（臨界距離法）、ANSYS有限元和matlab計算尺寸系數

3.4將尺寸效應（尺寸系數）嵌入nCode的方法與試驗驗證

4、表面狀況對疲勞強度的影響與修正方法

4.1表面加工狀況?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?4.2表面腐蝕狀況

4.3表面強化狀況（表面處理）?? ? ? ? ? ??

4.4零件表面狀態的nCode修正方法

5、加載方式對疲勞強度的影響與修正方法

6、平均應力對疲勞強度的影響與修正方法???7、其他因素對疲勞強度的影響

8、由材料S-N曲線獲得零件S-N曲線的方法??

9、零（構）件的疲勞強度校核與壽命估算?? ??

10、nCcode估計材料疲勞曲線的方法

工程實例-1:中心孔缺口件應力集中系數的有限元計算與驗證

工程實例-2:階梯軸應力集中系數的有限元計算與驗證

工程實例-3:基于TCD法的中心缺口板尺寸系數的有限元計算與試驗驗證

工程實例-4:基于臨界距離法（TCD法）的拱橋吊桿錨固耳板的尺寸系數計算

工程實例-5:階梯軸S-N曲線的估算、疲勞強度驗算與疲勞壽命估算?

三、nCode疲勞載荷處理原理與

方法

1、疲勞載荷類型?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

2、變幅載荷譜與Miner線性累積損傷理論

3、隨機載荷譜與循環計數法、雨流計數法?? ? ? ? ? ? ? ?

4、隨機疲勞載荷譜的編制

4.1 nCode載荷信號的預處理?? ? ? ? ? ? ?4.2 nCode雨流計數法?

4.3基于nCode雨流計數法的載荷譜編制

5、有限元結果的獲取方法與輸出格式

6、nCode載荷譜與疲勞循環應力生成方法

6.1恒定幅值載荷?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?6.2時間步載荷?? ? ? ? ? ? ? ? ?

6.3時間序列載荷（ Time series ）?? ? ??6.4混合載荷譜

6.5時間序列載荷（外部載荷）的導入與處理

7、nCode有限元結果輸入模塊?? ? ? ? ? ??8、有限元結果導入組

工程實例-1:變頻時間序列載荷譜的生成方法

工程實例-2:不同時間序列載荷譜的合成

工程實例-3:隨機載荷譜的雨流計數法演示

工程實例-4:基于剛柔耦合動力學的連桿機構載荷譜模擬與疲勞循環應力的生成

五、應力疲勞與名義應力法

1、概述?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2、nCode應力疲勞計算基本流程

3、nCode應力疲勞求解器?? ? ? ? ? ? ? ??4、nCode應力組合方法

5、nCode多軸評價方法?? ? ? ? ? ? ? ? ??6、nCode存活率設置方法

7、nCode小循環設置方法?? ? ? ? ? ? ? ??8、nCode事件處理方法

9、nCode應力梯度修正方法?? ? ? ? ? ? ??10、nCode應力疲勞計算其他設置?

11、nCode應力疲勞計算方法?? ? ? ? ? ? ? ?

12、名義應力法基本理論?? ? ? ? ? ? ? ? ??

12.1材料S-N曲線法?? ? ? ? ? ? ? ? ? ??12.2 零件S-N曲線法?

13、零件S-N曲線法的nCode實現技術?? ?

14、材料S-N曲線法的nCode實現技術

工程實例-1:雙邊U型缺口板尺寸效應、疲勞壽命計算與尺寸效應、疲勞壽命試驗驗證分析

工程實例-2:半圓缺口板尺寸效應、疲勞壽命計算與尺寸效應、疲勞壽命試驗驗證分析

工程實例-3:隨機載荷作用下運動連桿機構疲勞壽命分析（振動疲勞）?

六、應變疲勞與局部應力應變法

1、概述?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????2、單調應力-應變響應

3、循環應力-應變響應

3.1滯回環??hysteresis loops?? ? ? ????3.2循環應力-應變曲線

3.3材料的記憶特性

4、隨機載荷下的應力-應變響應?? ? ? ????5、應變—壽命( E-N)曲線?

6、材料疲勞性能參數的估算方法?? ? ? ???7、平均應力修正?

8、缺口件的應變疲勞?? ? ? ? ? ? ? ? ???9、應變疲勞分析的局部應力應變法??

10、nCode應變疲勞計算設置

10.1 nCode標準應變疲勞材料參數?? ? ????10.2 nCode計算流程

10.3 nCode應變疲勞求解方法?? ? ? ? ? ??10.4 nCode應變組合方法

10.5 nCode平均應力修正方法?? ? ? ? ? ??10.6 nCode多軸評價方法

10.7彈塑性修正方法?? ? ? ? ? ? ? ? ? ??10.8彈塑性極限載荷修正方法

11、基于Ansys+nCode的局部應力應變法

工程實例-1:鋁合金缺口板應變疲勞nCode仿真與疲勞試驗驗證

工程實例-2:壓力容器的應變疲勞計算

工程實例-3:自行車架的應變疲勞計算

七、多軸疲勞理論與模擬方法

1、多軸疲勞的基本概念?? ? ? ? ? ? ? ? ??2、多軸疲勞的計算方法

3、多軸疲勞Wang-Brown損傷模型?? ? ? ???4、安全系數計算的Dang-Van方法

5、nCode多軸疲勞壽命分析關鍵設置

工程實例-1：階梯軸多軸疲勞計算與安全性評價?

八、振動疲勞頻域

計算方法

1、振動疲勞概述?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2、振動疲勞計算方法對比

3、基于頻域法的結構振動疲勞壽命分析原理??

4、結構隨機振動疲勞壽命分析流程

5、基于AWB-nCode的振動疲勞計算方法

工程實例-1:自行車前叉隨機振動疲勞壽命計算

九、點焊疲勞

1、概述?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2、焊點的有限元模型

3、疲勞應力的計算?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?4、焊點S-N曲線

5、焊點損傷計算?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?6、點焊疲勞計算流程

7、nCode點焊疲勞計算設置

工程實例-1:車身減振器支座焊點疲勞計算

十、基于焊接疲勞規范和名義應力法的焊接疲勞

計算

1、概述?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2、焊縫名義應力Ｓ-Ｎ 曲線

3、名義應力Ｓ-Ｎ 曲線的修正?? ? ? ? ? ?4、焊接疲勞細節

5、疲勞強度等級?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?6、IIW標準（國際焊接協會標準）

7、英國BS7608標準?? ? ? ? ? ? ? ? ? ??8、美國船級社ABS標準

9、挪威船級社DNV標準?? ? ? ? ? ? ? ? ?10、nCode名義應力法計算設置

工程實例-1:基于名義應力法的管球焊接節點的疲勞壽命計算與試驗驗證分析

十一、基于焊接疲勞規范和熱點應力法的焊縫疲勞計算

1、概述?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2、熱點應力的分類與外推方法

3、熱點應力Ｓ-Ｎ 曲線?? ? ? ? ? ? ? ? ?4、焊接疲勞細節

5、疲勞強度等級?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?6、IIW標準（國際焊接協會標準）

7、英國BS7608標準?? ? ? ? ? ? ? ? ? ??8、美國船級社ABS標準

9、挪威船級社DNV標準?? ? ? ? ? ? ? ? ?10、nCode熱點應力法計算設置

工程實例-1:基于熱點應力法的管球焊接節點的疲勞壽命計算與試驗驗證分析

十二、熱（溫度）-機（機械載荷）耦合疲勞（高溫蠕變疲勞）

1、概述?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2、蠕變背景

3、Ansys nCode蠕變疲勞模型?? ? ? ? ? ?4、蠕變疲勞計算方法

5、應力合并方法?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?6、應力限制

7、溫度限制?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?8、nCode熱機疲勞計算設置

工程實例-1:波紋結構的熱-機耦合疲勞計算

工程實例-2:波紋結構的蠕變疲勞計算

十三、結構疲勞裂紋擴展壽命計算

1、簡介?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??2、ΔK-da/dN 曲線定義

3、疲勞裂紋擴展壽命預測模型?? ? ? ? ? ??4、疲勞裂紋擴展壽命預測方法

5、主要計算步驟?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??6、應力強度因子估計主要方法

7、疲勞裂紋擴展壽命分析流程

工程實例-1:T型焊接接頭疲勞裂紋擴展模擬與疲勞壽命計算

備注

學員需自備電腦一臺，提前安裝Ansys2020R2和Ncode2020R2