CAE分析大系——ANSYS nCode DesignLife疲劳分析基础与实例教程电子书

内容提要

前言

第1章 ANSYS nCode DesignLife基础

1.1 疲劳分析在工程设计中的重要性

1.2 ANSYS nCode DesignLife软件简介

1.3 ANSYS nCode DesignLife疲劳分析流程

1.3.1 nCode DesignLife（Standalone）基本功能布局

1.3.2 ANSYS nCode DesignLife预定义疲劳分析基本流程

第2章 ANSYS nCode DesignLife有限元结果输入与设置

2.1 疲劳分析与有限元求解结果

2.2 有限元输入设置

2.3 有限元输入分析组设置与定义

2.3.1 组的选择与类型

2.3.2 材料组

2.3.3 零值忽略

2.3.4 求解定位

2.3.5 数据类型定义

2.3.6 仅表面节点计算

2.3.7 应力梯度设置

2.3.8 ShellLayer设置

2.3.9 IncludeSpotWeldNuggets设置

第3章 ANSYS nCode DesignLife载荷映射

3.1 载荷映射的启动方法

3.2 恒定幅值载荷映射

3.3 时间序列载荷映射

3.4 时间步长载荷映射

3.5 混合载荷映射

3.6 振动载荷映射

3.7 周期循环载荷映射

3.7.1 周期循环载荷创建方法

3.7.2 事件过程处理

3.7.3 事件输出

3.8 ASCII转换

3.9 计划创建

3.10 载荷谱简单创建实例

3.10.1 正弦时间序列载荷生成实例

3.10.2 信号重复设置生成时间序列载荷实例

3.10.3 创建一个3通道的载荷谱文件实例

3.10.4 拆分一个2通道载荷谱文件为单通道载荷文件

第4章 ANSYS nCode DesignLife材料定义

4.1 ANSYS Workbench工程数据定义基础

4.1.1 Engineering Data界面

4.1.2 定义材料参数

4.1.3 向材料库添加新材料

4.1.4 赋予材料属性

4.2 nCode材料库导入

4.3 ANSYS nCode DesignLife材料配置

4.4 自定义材料

4.4.1 标准SN曲线估算方法

4.4.2 标准EN曲线估算方法

4.4.3 Dang Van估算方法

4.4.4 材料管理器定义材料

4.5 材料比例因子和偏移

4.6 表面加工影响

第5章 ANSYS Mechanical前处理基础

5.1 几何建模和几何清理

5.1.1 ANSYS Workbench几何建模

5.1.2 DesignModeler启动和CAD文件交互

5.1.3 DesignModeler交互界面

5.1.4 DesignModeler 主菜单栏

5.1.5 DesignModeler工具栏

5.1.6 DesignModeler草图绘制

5.1.7 DesignModeler-3D建模创建与工具

5.1.8 参数化建模

5.1.9 概念建模

5.2 网格划分技术简述

5.2.1 全局网格控制

5.2.2 局部网格划分控制

5.2.3 虚拟拓扑

5.2.4 预览和生成网格

5.3 ANSYS Mechanical分析基本流程

5.3.1 ANSYS Mechanical概述

5.3.2 ANSYS Mechanical分析基本步骤

5.3.3 ANSYS Mechanical交互界面

5.3.4 导航树默认分支与操作流程说明

5.3.5 其他基本前处理操作

5.4 几何建模实例

5.5 几何清理实例

5.5.1 涡轮机外壳结构几何清理简化实例（DM）

5.5.2 涡轮机外壳结构几何清理简化实例（SCDM）

5.6 网格划分实例

5.6.1 裁纸凹模三维结构网格划分

5.6.2 旋风分离器网格划分

5.6.3 简易形状结构快速网格划分实例

第6章 ANSYS Mechanical强度分析基础

6.1 线性静力学分析基础

6.1.1 2D平面问题

6.1.2 1D杆与梁的问题

6.1.3 板壳和3D结构分析

6.2 线性静力学分析流程

6.3 线性静力学分析载荷与支撑

6.3.1 惯性载荷

6.3.2 载荷与约束

6.4 结果后处理

6.4.1 变形

6.4.2 应力和应变

6.4.3 线性化应力

6.4.4 应力工具

6.4.5 接触工具

6.4.6 疲劳工具

6.4.7 梁工具

6.4.8 探测

6.4.9 用户自定义结果

6.4.10 图形显示

6.4.11 求解组合

6.4.12 收敛

6.4.13 应力奇异

6.5 瞬态动力学分析基础

6.5.1 瞬态动力学分析特点

6.5.2 瞬态动力学分析术语

6.6 瞬态动力学分析求解技术（完全法）

6.6.1 瞬态分析中的非线性

6.6.2 Newton-Raphson方程

6.6.3 载荷步、子步与平衡迭代

6.6.4 自动时间步

6.6.5 完全法瞬态动力学的分析设置

6.6.6 初始条件设置（Initial Conditions）

6.6.7 载荷与约束

6.6.8 运动副（Joints）

6.6.9 弹簧（Springs）

6.6.10 接触对关系

6.6.11 约束方程

第7章 应力疲劳分析基础

7.1 应力疲劳常用参量

7.2 标准应力疲劳分析流程

7.3 应力疲劳计算方法

7.3.1 标准S-N计算方法

7.3.2 多平均应力曲线计算方法

7.3.3 多应力比应力曲线计算方法

7.3.4 Haigh应力曲线计算方法

7.4 应力组合方法

7.5 平均应力修正方法

7.6 插值极限

7.7 多轴评估

7.8 存活率

7.9 小循环修正

7.10 事件处理

7.11 应力梯度修正

7.12 应力疲劳分析实例

7.12.1 变化幅值（时序）载荷应力疲劳实例

7.12.2 多体动力学结构应力疲劳实例

第8章 应变疲劳分析基础

8.1 应变疲劳EN曲线

8.1.1 循环应力应变曲线

8.1.2 应变寿命关系

8.1.3 ANSYS nCode DesignLife标准应变寿命曲线定义

8.2 应变疲劳方法

8.3 应变组合方法

8.4 平均应力修正

8.5 插值限制

8.6 多轴评估

8.7 弹塑性修正

8.8 塑性极限载荷修正

8.9 应变疲劳分析实例

8.9.1 轴对称圆柱缺口结构应变疲劳分析实例

8.9.2 Duty Cycle载荷作用下的支架结构应变疲劳分析实例

第9章 随机振动与随机振动疲劳分析基础

9.1 模态分析

9.2 随机振动分析目的

9.3 功率谱密度PSD

9.4 随机振动分析基础

9.5 ANSYS Mechanical随机振动分析流程

9.6 随机振动疲劳

9.6.1 随机振动疲劳分析搭建

9.6.2 随机振动载荷添加

9.6.3 随机振动计数方法

9.6.4 应力组合方法

9.7 随机振动与随机振动疲劳分析实例

9.7.1 车用杯架随机振动分析实例

9.7.2 某减震钢片随机振动疲劳分析实例

第10章 Dang Van引擎分析基础

10.1 Dang Van准则概述

10.2 Dang Van材料说明

10.3 标准Dang Van准则分析

第11章 热机疲劳分析基础

11.1 热分析基础

11.1.1 热分析的目的

11.1.2 热传递的3种基本类型

11.1.3 热力学第一定律

11.1.4 热载荷与边界条件

11.2 稳态热分析

11.3 瞬态热分析与非线性

11.3.1 瞬态热分析定义与考虑因素

11.3.2 瞬态热分析控制方程

11.3.3 时间步长预测与时间积分

11.3.4 非线性热分析

11.3.5 初始条件

11.4 热-结构耦合分析

11.4.1 热-结构耦合分类

11.4.2 热-结构间接耦合分析设置

11.5 热机蠕变疲劳基础介绍

11.5.1 蠕变疲劳背景

11.5.2 蠕变分析方法

11.5.3 Larson-Miller理论

11.5.4 Chaboche方法

11.6 热与热机蠕变疲劳分析

11.6.1 轴对称管结构热疲劳分析实例

11.6.2 热机蠕变疲劳分析实例

第12章 焊点疲劳分析基础

12.1 焊点疲劳分析背景

12.1.1 CBAR焊点

12.1.2 ACM焊点

12.1.3 五面体单元焊点

12.2 力和力矩的获得

12.3 应力计算评估

12.4 焊点疲劳求解引擎属性

12.4.1 应力组合方法

12.4.2 平均应力修正

12.4.3 角度数量

12.4.4 中层薄板处理

12.5 焊点疲劳分析实例

12.5.1 焊点（CBAR）结构疲劳分析实例

12.5.2 焊点（ACM）结构疲劳分析实例

第13章 焊缝疲劳分析基础

13.1 焊缝疲劳分析介绍

13.2 焊缝类型分组和模型创建准则

13.2.1 角焊缝模型创建准则

13.2.2 搭接焊与激光搭接焊（边缘）模型创建准则

13.2.3 激光搭接焊（熔化）模型创建准则

13.3 焊缝计算要点与应力提取

13.3.1 计算要点和应力提取通用过程

13.3.2 EntityDataType的计算要点

13.3.3 焊缝不同类型计算要点

13.3.4 基于节点力和力矩进行应力计算

13.3.5 基于节点位移与转角进行应力计算

13.4 实体焊缝计算要点

13.4.1 实体焊缝模型创建准则

13.4.2 nCodeWeldline.wbex在实体焊缝文件创建的应用

13.5 焊缝疲劳分析实例

13.5.1 壳体焊缝疲劳分析实例

13.5.2 实体焊缝疲劳分析实例

参考文献