abaqus与fatigue结合疲劳分析
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。
FE-SAFE疲劳分析ABAQUS知识讲解
F E-S A F E疲劳分析A B A Q U SFE-SAFE疲劳分析ABAQUS （上）(2013-11-04 10:18:42)转载▼标签：分类：ABAQUS教育看了看网上关于疲劳分析的实例，发现就那么几个，而且都是ANSYS做的。
我泱泱大国，竟然少人能去做这等利国利民的好事。
本人和同学经过研究和分析，总结出了如何用ABAQUS来进行疲劳分析。
1.运行abaqus模型，计算出结果，得到odb格式的文件。
这个最简单，却往往耗费了最多的时间。
2.将第1步得到的odb文件导入到FESAFE中，步骤：双击FESAFE,出现基本设置后点OK，进入FESAFE页面。
点击File，点击Open Finite Element Modle，如图：找到ABAQUS计算得出的odb格式文件，选中，打开，如图：出现“ODB Pre-Scan”对话框，点击“Yes”，如图：出现“Delete Groups”对话框，意思是是否要删除以前赋予的力的数据，点击“Yes”，如图：出现“Pre-Scan File”对话框，点击"Yes"或"No"均可，如图：出现"Select Datasets To Read"，选择所需要分析的选项，点击"OK"，如图：出现“Loaded FEA Models Properties”对话框，选择你的单位制，点击“OK”，如图：出现“Edit Group List”对话框，点击“Yes”，如图：出现“Select Groups To Analyse”对话框，依次点击下图标注的“1”、“2”、“3”，如图：到此，FESAFE 基本的导入过程已经结束了。
FESAFE疲劳分析 ABAQUS（下）(2013-11-06 09:03:57)转载▼标签：分类：ABAQUS教育正在数据硬盘功率将odb文件导入后就是各项参数的设置了，具体如下：1.在Current FE Models 对话框里有“Datasets”选项，底下是分析步“step”，点开你需要施加力的“increment”，选中应力，如图：2.在“Loaded Data Files”对话框中空白处点击右键，选择“Open Data Files”，如图：3.选择你需要输入力的txt文件，txt文件代表了输入力的方式，注意txt文件不能放到桌面，而是放到其他硬盘里：4.txt文件导入后，在“Loaded Data Files”对话框中多了个txt小菜单，点击其中的曲线图标：再点击左侧的“Loading Settings”：5.清除之前疲劳计算的数据，如图：6.单击“Add...”，选择“A LOAD * dataset”，此时应力已经导入了。
典型结构件的振动疲劳分析
ii
典型结构件的振动疲劳分析
图清单
图 1.1 基础激励振动疲劳试验装置 ........................................................................................ 4 图 1.2 铝合金疲劳裂纹扩展曲线及实物图.............................................................................. 4 图 1.3 复合膜材料疲劳寿命曲线............................................................................................ 5 图 1.4 有机塑料的 S-N 曲线 ................................................................................................... 5 图 1.5 LY12CZ 铝合金动态疲劳 S-N 曲线.........................................................................频率，模型修正，频率变化，裂纹扩展
i
典型结构件的振动疲劳分析
Abstract
At present, the conventional analytical methods of static fatigue has been formed a separate system, and in engineering applications are quite ripe. But in actual environment, the project structure is often working in the environment of the vibration loads, the principal loss of structure is caused by vibration. Only use the idea of static fatigue can not compeletly explain the vibration conditions of failure，because it omits the key role of the changes of frequency . As a result, we take the common typical structure of aircraft as analyzing objects. Futhermore, we use the finite element software of MSC.patran&nastran and fatigue as a platform building dynamic models to study its’dynamic features and fatigue life. This paper put forward a method which considers frequency as a main factor to predict the life of structure. All works of this paper includes: First, we choose unidirectional stiffened plate and linking slab which are widely used in aircraft as objects to complete the structural vibration fatigue experiments under resonant excitation, realizing band motivation of the incentive frequency tracking structure inherent frequency and studying structure life change rule and the dynamic change of natural frequency by the resonance conditions. Results show that structural dynamic characteristics have important influence on fatigue life and nature frequency with the fatigue process is drab degressive. Futhermore, all works Based on the MSC. Patran&nastran platform, establishing the typical structure finite element dynamic model to complete the modal analysis and validate the finite element model is correct. And we use the amended model to analysis structure dynamic response, so as to realize the fatigue life calculation. Moreover, considering frequency variation of structure damage effect, this paper puts forward the frequency as the main parameters of resonance fatigue longevity methods. Through reasonable simplification and assumptions, using the finite element software of ABAQUS to simulate the dynamic structure crack propagation (named frequency of dynamic decreasing process), dynamic analysis is studied on each stages. SN method and damage tolerance are picked to simulate the progress of Adopt SN method, damage tolerance is done by the way under the condition of simulation timely resonance fatigue life. The example shows that the method is simple and reasonable and provides reference for vibration fatigue analysis. Key words : vibration fatigue; typical structure; natural frequency; model modification; frequency change; crack propagation
基于ABAQUS_fe_safe的服役后轴类零件疲劳分析方法_刘明星
应力颁布
较大区域
S，Mises
（Avg：75%）
+6.312e+02
+5.786e+02
+5.260e+02
+4.734e+02
+4.208e+02
+3.682e+02
+3.156e+02
+2.630e+02
+2.104e+02
+1.578e+02
+1.052e+02
环次数之比成比例；试样达到破坏时的总损伤量是一个常数；低
于疲劳极限以下的应力不再造成损伤；损伤与载荷的作用次序无
关；试件发生疲劳破坏时的临界损伤值 D
f
为 1，即各循环应力产
生的所有损伤分量为：
D=
k
i=1
Σ
n
iner 准则，在实际使用中，N
测及寿命预测理论与技术。如应加快研究声发射，交流阻抗、三位
辐射 CT、金属磁记忆、超声相控阵等先进的无损检测技术，研究
基于断裂力学、弹塑性力学的力学损伤评价理论，以及模拟仿真
和虚拟现实技术，准确把握裂纹的萌生征兆，深刻导理裂纹的扩
展规律，科学建立零件的寿命模型。以某服役后等待再制造的汽
车变速箱输入轴为研究对象，借助有限元分析软件 ABAQUS 和
极限为 980MPa，延伸率为 9%。因输入轴是主要研究对象，二档
从动齿轮只起辅助施加边界条件的作用，所以，二档齿轮采用
C3D8R 六面体单元划分网格，轴仍然采用四面体单元划分网格，
船舶吊车基座疲劳分析过程解析
船舶吊车基座疲劳分析过程解析摘要：本文通过对某vlcc大型改装项目的吊车基座进行疲劳分析，根据dnv船级社规范，阐述了吊车基座疲劳分析的基本过程。
即利用abaqus软件建模进行有限元计算，得出各个疲劳位置的应力幅，然后根据dnv规范疲劳计算公式，对不同应力状况进行疲劳计算。
关键词：疲劳寿命；有限元计算；abaqus软件；s-n曲线1 疲劳的概念所谓疲劳，是指船体或者其他结构在低频交变载荷的长时间的循环作用下，出现破损裂缝-疲劳裂纹，构件在交变应力的作用下，其工作应力虽低于材料的屈服极限，但是经过长期重复之后，即使是塑性较好的材料，也会突然断裂，而且断裂前没有较明显的塑性变形，这种破坏形式，过去曾被误认为构件长期在交变应力下工作，由于“疲劳”引起材料性质的改变而造成的，习惯上称为“疲劳破坏”。
近代的实验研究以否定了这种说法，但是至今还沿用“疲劳”这一名词。
2 吊车基座疲劳分析过程对于吊车基座的疲劳计算主要考虑波浪产生的环境载荷和吊车操作过程中产生的循环载荷。
它的疲劳分析通常采用基于s-n曲线累积损伤方法，在进行疲劳分析的时候，对疲劳损伤起显著作用的应力范围均应予以考虑。
2.1 palmgren-miner线性累积损伤理论（1）其中，d=累计疲劳损伤；a=s-n曲线参数m=s-n曲线反斜率k=应力范围考虑的数量ni=应力范围为时的应力循环次数ni=所考虑节点相关s-n曲线中得到的对应应力循环次数？浊=利用系数疲劳强度分析要考虑所用可能的工况，应力范围的数量应该足够多，来确保疲劳强度的可靠性。
结构在设计寿命期间内的累积损伤度d 应满足下式要求：d≤1.02.2 疲劳分析的典型位置在进行疲劳强度分析的时候，除了考虑循环载荷外，还要选择容易发生疲劳破坏的位置，下面是疲劳分析的典型位置。
a）肘板趾端的位置（见图1）b）几何形状过渡位置c）开孔位置（见图2）d）板连接的位置，一般是板连接处未对齐2.3 周期性载荷的施加由于周期性载荷对结构的疲劳寿命起主要作用，包括环境加速度，因此，吊机操作过程中的循环载荷，环境加速度以及因波浪弯矩产生的变形对吊车基座的影响等就是吊车基座疲劳状态下的载荷。
ABAQUS_疲劳分析简介
Low-cycle Fatigue in Bulk Materials
• Results
Damage initiation at joint toe Cycle number 199
Damage evolution Cycle number 749
Damage evolution Cycle number 801
Low-cycle Fatigue at Material Interfaces
• The onset and fatigue delamination growth at the interfaces are characterized by using the Paris Law, which relates crack growth rates da/dN to the relative fracture energy release rate G,
• The details of choosing characteristic length will be discussed later.
• Note: c3 depends on the system of units in which you are working; care is required to modify c3 when converting to a different system units.
CYCLEINI Number of cycles to initialized the damage
Low-cycle Fatigue in Bulk Materials
• Damage evolution for ductile damage in low-cycle fatigue • Once the damage initiation criterion is satisfied at a material point, the damage state is calculated and updated based on the inelastic hysteresis energy for the stabilized cycle. • The rate of the damage (dD/dN) at a material point per cycle is given by
基于MSC FATIGUE的轿车车门结构疲劳耐久分析
基于MSCFATIGUE的轿车车门结构疲劳耐久分析作者：肖志金夏汤忠刘盼摘要：以某型轿车车门为例，建立了前侧门系统的有限元模型，施加了边界条件以模拟实际工况，并采用ABAQUS 求解器计算获得了应力时间历程。
利用Miner 损伤累积准则，在MSC.FATIGUE 软件中对车门的疲劳寿命进行仿真分析，估算了车门在100000 次开关闭循环后的累计损伤值，并提出了改进方案。
计算结果显示危险区域与实车试验一致。
关键词：MSC.FATIGUE 车门疲劳损伤1 引言车门作为轿车车身中十分重要的功能部件，具有隔绝车外噪声，缓冲来自外部的冲击的作用，其疲劳寿命直接关系到轿车的经济性和舒适性。
如果能在设计的早期预测结构的疲劳寿命，可以减少试验次数，降低费用，缩短产品开发周期，提高产品的质量。
因此在车门设计的早期阶段，利用计算机仿真模拟，对疲劳寿命进行，有针对性的进行设计的改进，具有较大的现实意义。
以某型轿车前侧门为例，采用MSC.FATIGUE 求解器，对前侧门结构的疲劳寿命进行了分析，识别了危险区域并提出了改进意见。
2 汽车前侧门有限元模型的建立2.1 前侧门网格模型将前侧门各零件和与其相关联的车身环境件的三维模型导入到有限元前处理软件HYPERMESH 中，采用壳单元进行网格划分，基本网格尺寸为5mm。
玻璃及门窗附件简化为集中质量施加在各质心处。
门锁、门铰链和玻璃升降器电机都采用六面体单元建模。
焊点利用B31 单元模拟，采用MPC 单元模拟门铰链上的旋转副。
根据实际情况定义材料属性和接触关系。
生成的有限元模型单元数量为318555，节点数量为290757，局部模型如图1 所示。
图1 前侧门总成局部网格模型2.2 分析工况及边界条件在车身环境件上加全约束，使车门开启4 度，并对车门施加1.46 弧度/s 的关闭角初速度（对应锁扣处的关闭线速度为1.5m/s）。
改变模型中玻璃安装位置，以分别模拟玻璃全关，半开和全开三个工况。
ABAQUS生成fil文件详细步骤 inp转换fil
ABAQUS结合疲劳分析软件fe-safe或者fatigue做疲劳分析，需要导入ABAQUS分析结果生成的文件fil，由于ABAQUS软件默认生成odb格式的计算结果文件，而软件fe-safe虽然能导入odb但是效果很可能不太理想，于是如何生成fil格式显得很重要。
论坛上以有许多人给出解释说明，但无奈不够完整，讲述十分模糊。
本人在大概学会转换过程后，进行了总结：大致只需要在inp文件末尾添加一段代码即可将inp转换为二进制fil格式。
记事本打开分析结果生成的inp文件，加入代码如下：
*Output, history, variable=PRESELECT
--------------以下为添加代码
*El Print, freq=1
*Node Print, freq=1
*NODE FILE
CF,
RF,
U,
*EL FILE, POSITION=NODES
S,
SINV,
---------------
*End Step
打开ABAQUS软件，新建一个job，你在新建任务的时候，Souce 要选Input File（输入文件），然后找到修改过的那个INP文件，提交运算，运算结束会自动生成fil文件。
如果不这样做，按照原来的方法点提交运算，这样ABAQUS又自动生成一个跟原来一样的INP文件，把修改的覆盖掉了。
一般的应力问题都可以成功转换。
如果要用patran 来读取的话，可能需要在step 前加入*FILE FORMAT,ASCII
皇者谢霆锋2015年01月06日。
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Fatigue 分析实例
为如图1所示的中心孔板，材料为LY12-CZ ，板宽50mm,孔直径为8mm ，板厚1mm 。
LY12-CZ 铝板弹性模量GPa E 68=，强度极限MPa b 482=σ。
在板的两边施加1MPa 的均布拉应力。
图1 中心孔板结构示意图
1、应力计算结果与分析
对上述模型进行有限元计算，结果应力云图如图2所示。
图2 应力云图
2、*.Fil文件说明
*.fil文件是ABAQUS的一种二进制输出文件，供其他软件（如Patran）后处理使用，如生成X-Y曲线，制作二维表格等，可以输出的项目包括：单元、节点、接触面、能量、模态、梁截面等的输出信息，输出的方法是在INP文件中增加输出指令，
生成*.fil文件的步骤如下
对ABAQUS/Standard，可以直接输出.fil文件，步骤如下：
在inp文件中，step步骤之后， end step步骤之前，加上以下内容：*NODE FILE
RF,U,V
**输出节点的作用力(RF)，位移(U,V)到*.fil中
*EL FILE
S,E
**输出单元应力(S)，应变(E)到*.fil中
在abaqus的job界面重新运行inp文件，即可得到对应的fil文件3、疲劳寿命估算
疲劳寿命估算需用到软件中的模块。
如图3所示，位于的Tools菜单下，点击Main Interface即可进入模块主界面。
图3 在中进入界面
对结构施加的疲劳载荷谱见表1。
表1 名义应力谱
级数Smax Smin循环次数
1318-1212
217641982将载荷谱导入后显示如图4所示。
图4载荷谱块谱示意图
将模型的结果文件（.fil文件）导入中，点击输入材料和载荷谱信息，进行寿命估算，得到模型的对数寿命云图，如图5所示。
图5 对数寿命云图
从图5上可知该结构的疲劳寿命为 2.24
10174
块谱。