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楼主: aresaran

[基础理论与数据] 疲劳与断裂 FEA模拟探讨 (及资料汇总)

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发表于 2008-11-16 20:16:08 | 显示全部楼层 来自 重庆
要研究疲劳和断裂的话,是要和流变、损伤联系起来吧?4 L' ~( j7 k8 A! \2 L
不太懂这方面的东东,这方面的成果好像都是些经验公式。 , T& ~! w5 H1 U8 Q& M) g9 ]2 A
班门弄斧了。

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发表于 2008-11-16 20:17:21 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
Simdroid开发平台
顺便说一下ansys和abaqus,因为我是做裂纹扩展疲劳的,所以ansys就用不上,不是说ansys不能做这个,而是我不精通ansys的APDL。abaqus好像也可以做断裂疲劳,但是我做三维的疲劳裂纹扩展,感觉用abaqus还是不行,没有好好学习有限元软件呀呀 。ansys workbench中好像有个疲劳模块,我觉得也是只能做做应力疲劳和应变疲劳之类的:( ,也许是我看的和学习的不够深入,我觉得ansys做断裂疲劳太靠不住了,所以才学习franc3d,这个软件很好上手,牛人两三天就能搞明白。我当时看帮助文件看一星期,做上面一个例子,感觉上手很快。franc3d的帮助文件和例子都能在上一篇我的帖子上的连接里能找到的,希望能和大家一起进步。

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发表于 2008-11-16 20:32:57 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
我之前好学过nsoft和MSC.Fatigue,这两个软件虽然不是一个公司推出的,但是实用的都是ncode公司的核心技术。先说说nsoft,这个软件很不错,是ncode公司的产品,可以用雨流法记载荷谱,处理实验数据也很强的,本身带有材料库,有很多种材料的属性,大多是金属材料,它有一个FE-Fatigue模块,可以转换有限元软件ansys,abaqus,patran等模型,这个链接介绍如何把nsoft嵌入到ansys,/ q' J6 l. o/ `. y
http://forum.simwe.com/viewthread.php?tid=756940&highlight=%C6%A3%C0%CD
; A% T0 U7 L6 Z0 N, Y我觉得没有必要嵌入,导进去rst文件也很方便的,再推荐一本书,《nsoft疲劳分析理论与应用实例指导教程》,作者王国军,胡仁喜,陈欣等,机械工业出版,主要内容有nsoft疲劳分析软件介绍,疲劳载荷谱的统计处理,应力疲劳分析,应变疲劳分析,多轴疲劳分析,焊接疲劳分析,振动疲劳分析。这些都是英文帮助文件上的,作者把这些翻译过来罢了,呵呵,作者挣钱很容易呀
' G/ p2 X4 M  E  P% S另外我还发现nsost还能做疲劳裂纹扩展计算呢,不过这本书上没有的,呵呵:lol

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发表于 2008-11-16 20:41:01 | 显示全部楼层 来自 山西太原
非常感谢,联合起来,共同学习!, R: M& g8 S. m0 P/ h4 v9 U- _
thankyou版主

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发表于 2008-11-16 20:47:16 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
再说说MSC.Fatigue,我也用过一段时间,它是MSC系列软件的一种,是做疲劳分析的,需要更多资料请连接) R1 m/ }( {/ p( y; a  j
http://forum.simwe.com/forum-11-1.html4 j# E' f: ?& `( q
这个版块大多讨论MSC.fatigue的,有很多资料,也有周传月写的书《MSC.Fatigue疲劳分析应用实例》电子版的,软件下载分为嵌套版和独立版的,哈工大FTP上有的,连接如下( @# e7 c" C" u: n3 ^% c
ftp://202.118.224.241/software/Engineering.General/CAE/MSC.Software/MSC.Fatigue/
! R! w5 R6 z! O$ [( J用户名和密码都是hit,我刚试过能上去的, 下载比较麻烦啊
% r* J. B2 z  C9 _" L这个软件和nsoft差不多,区别就是操作方法不一样,与patran 一样,感觉比较麻烦,也自带材料库,它的做有功能和nsoft一样,也和很多有限元软件有借口,但是是低版本的,高版本的好像不行,我就知道ansys9.0一下版本可以的导入的,安装方法比安装ansys和abaqus简单多了
6 D( S9 p* u- _5 B" B# Q" Y" d- Y+ P7 p$ f1 X* O2 D) |
很可惜这两款软件我觉得都只能做一种材料疲劳,我做的是钢结构疲劳,外加复合材料粘贴,用来阻止疲劳裂纹扩展的,没办法他们不能做,所以我就用franc3d了

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发表于 2008-11-16 20:50:15 | 显示全部楼层 来自 四川乐山
我认为,疲劳分析是一个联合仿真的过程,先用patran+nastran计算分析,然后将中性模态文件导入ADAMS得到载荷谱文件,将载荷谱导入到fatigue进行疲劳分析。这样才能进行分析普遍问题。

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发表于 2008-11-16 21:12:45 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
谁还对franc3d感兴趣,大家可以相互讨论,希望能在论坛上多多发帖子
( C. y, v! X$ z& J7 l. _; m3 N- U+ w再贡献几篇关于franc3d的资料!

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发表于 2008-11-16 21:13:19 | 显示全部楼层 来自 吉林长春
先来个开场白:疲劳(fatigue)这个词源于拉丁文,意思是“疲倦”。虽然通常它指人们的身心劳累,但也已成为工程词汇表中被广泛接受的术语,用以表达材料在循环载荷作用下的损伤和破坏。日内瓦的国际标准化组织(ISO)在1964年发表的报告“金属疲劳试验的一般原理”给疲劳下了一个描述性的定义。这份报告把疲劳定义成一个专业术语:“金属材料在应力或应变的反复作用下所发生的性能变化叫做疲劳;虽然在一般情况下,这个术语特指那些导致开裂或破坏的性能变化”。这一描述也普遍适用于非金属材料。 - d% w5 n8 R# Y( w

! Z5 K6 Z; ?: u有很长时间不做这块东西了,现在更偏重于结构分析了。
/ Q# m; z- V# l" M+ a, w, t! s" l1 E1 x
1)关于损伤累计模型,现在工程上最常用的还是最简单的线性累积损伤模型,至于什么非线性双线性的模型,可能在某些场合精度高些,但毕竟不大适合工程应用。; t# W* W$ o6 N* O$ S% ^; j
9 S! N% T" u" C/ @; M' ^  x
2)S-N曲线评估,就是通常意义上的总寿命法,就是不关心疲劳裂纹的萌生与扩展,用应力或应变范围来描述导致疲劳破坏的总寿命。由于其简单易用 ,在工程上应用最广泛。这个S,一般是主应力范围,也可以是应变范围,对于多轴疲劳,也可以用相应的参量来表征。对于零部件的疲劳寿命,首先 通过FEA求得应力,对应相应的S-N曲线就可以得到相应的寿命,当然是等幅载荷下的寿命。说起来容易,应用到实际工程中要考虑的问题还是很多, 比如平均应力修正、零件的表面状态,尺寸效应等等,当然还有你的FEA结果的准确性,有限元获得的应力的准确与否是你求得的寿命是否可以接受的基础。我觉得最重要的是焊接结构的处理和载荷谱的获得。
, Q& R* N+ W+ N$ S" @! o
9 d) s2 |, R: J3 X* i' }3)焊接是工程上最常见的零部件连接方式,它的可靠与否直接关系着整个结构的可靠性。对于焊接结构,主要的疲劳寿命预测方法有名义应力法、结构 应力法和缺口应力法。名义应力法由于其简单易用,数据积累比较多,在工程上应用最广泛,像BS7608和IIW焊接标准就是将焊接接头按不同的种类、 载荷分类,得到一系列不同的S-N曲线,通过FEA得到零部件焊接位置的名义应力,查询相应的接头类型得到寿命。这里的难点是焊缝如何处理,网格 如何划分,名义应力如何获得,由于焊接的随机性太大,现在还没有一个广泛让大家接受的处理方法。 5 I$ R5 D. ]- N2 [

0 w- n% T1 w9 J4)断裂模拟,这方面在仿真领域可作的东西还是蛮多的,不过我懂得不多,简单说两句。结构在外力下产生破坏,初始阶段的结构表面或内部缺陷的形成,沿一定路径扩展。这些涉及到材料弹塑性性质,其破坏准则,裂纹方向的判定等等。学好断裂力学是关键,如果要研究波在裂纹体内的传播,就要搞点断裂动力学啦。
" M5 @( \4 H% m; s9 V+ T
, w4 c& C2 j: k2 c4 ~5 t5 P, ]6 `4 I[ 本帖最后由 小楼一夜听春雨 于 2008-11-16 21:14 编辑 ]

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发表于 2008-11-16 21:20:14 | 显示全部楼层 来自 重庆沙坪坝区
虽然还没接触,但是感觉很好

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发表于 2008-11-16 21:26:29 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
其实做疲劳断裂,最主要的是要弄懂其理论基础,nsoft和MSC.Fatigue的帮助文档都很好的,还有franc3d的帮助文档,有很多理论的,另外陈传尧,高大兴编写的《疲劳断裂基础》华中理工大学出版,这本书也很不错的,还有西交内部出的书《工程材料的断裂与疲劳》都很不错的!强烈推荐呀!

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发表于 2008-11-16 21:37:40 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
再推荐今天我找的一款新的做断裂疲劳的免费软件,warp3d,链接如下
$ [! f+ A# {8 z7 a$ ?http://cern49.cee.uiuc.edu/cfm/warp3d.html
3 Q) m; W5 K) }" f5 S4 V3 @大致看了一下,也比较好的,就是很少有人用的,谈论起来不方便呀

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发表于 2008-11-16 22:27:00 | 显示全部楼层 来自 四川绵阳
非常感谢,联合起来,共同学习!

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发表于 2008-11-16 22:51:32 | 显示全部楼层 来自 浙江杭州
刚来这里,要多学学!!!

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发表于 2008-11-16 23:04:55 | 显示全部楼层 来自 上海
多多学习

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发表于 2008-11-17 10:50:31 | 显示全部楼层 来自 河北保定
楼主很强!强力支持!!!

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发表于 2008-11-17 10:50:45 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
疲劳现在大家做的人不少啊

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发表于 2008-11-17 11:15:09 | 显示全部楼层 来自 湖南长沙
疲劳对工程是非常有用的,我是搞汽车的,在很多方面要用到,现在正在学习!

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发表于 2008-11-17 13:58:14 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
最近用到了这方面的内容,好好研究,然后把心得发上来给大家分享一下

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发表于 2008-11-17 14:23:40 | 显示全部楼层 来自 四川成都
以前写论文的时候,也狂学习过这部分啊
& u1 l( p* e2 c8 ]4 n现在上班了,完全用不上了。哎!那天把东西拿来跟大家共享一下。

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发表于 2008-11-17 15:17:15 | 显示全部楼层 来自 重庆沙坪坝区
早就接触了一些疲劳分析的内容,不过一直很肤浅,最近集中补了一点,算是把一些基础概念弄明白了……
- f1 j. \( s5 I9 N还在对付软件教程上的例子,正在啃一个个的概念到底是怎么回事。
2 F# m5 o; U- P& k( G: o; w; P& ^$ Q0 ^2 Z! v# y
S-N,双轴比,多轴,雨流计数法……" p+ @' R7 B2 K( r0 ^3 s

, g7 r7 f# r4 a1 _) p主要用MSC.Fatigue。也找了ncode来看。  c# U+ {1 F' T
: A+ E# R! w4 p  {
书:
! k. k/ o& q0 r9 s. H' H" U1 X& f周传月 MSC.Fatigue疲劳分析应用与实例
7 N, k) t; U# M3 [8 S( k3 L6 V9 E王国军 nSoft疲劳分析理论与应用实例指导教程7 ]( Z# E4 U# h6 K
赵少汴 抗疲劳设计——方法与数据
* V& s5 f: B3 |0 _5 a……

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