目錄

CONTENTS

第 1章 疲勞分析概述 1

1.1 疲勞分析簡介 2

1.1.1 疲勞的基本概念 2

1.1.2 疲勞分析的意義和研究現狀 2

1.1.3 疲勞的特點 2

1.2 疲勞設計方法及相應的疲勞分析方法 4

1.2.1 無限壽命設計方法 4

1.2.2 有限壽命設計方法 4

1.2.3 損傷容限設計方法 4

1.2.4 耐久性設計方法 5

1.3 疲勞分析的基本步驟 5

1.3.1 載荷譜的獲取與確定 5

1.3.2 材料疲勞特性的確定 5

1.3.3 疲勞分析方法的確定 6



第 2章 MSC Fatigue疲勞分析介紹 7

2.1 MSC Fatigue簡介 8

2.1.1 MSC Fatigue的主要特點 8

2.1.2 MSC Fatigue的主要功能 8

2.2MSC Fatigue中的主要模塊 9

2.2.1 基本疲勞分析模塊 9

2.2.2 裂紋擴展分析模塊 10

2.2.3 疲勞分析工具模塊 10

2.2.4 振動疲勞分析模塊 10

2.2.5 焊點疲勞分析模塊 10

2.2.6 車輪應力疲勞分析模塊 10

2.2.7 多軸疲勞分析模塊 11

2.3 MSC Fatigue的數據接口 11

2.4 Patran 2019的安裝 11

2.5 Patran 2019的使用 16

2.5.1 Patran 2019的啟動與主界面 16

2.5.2Patran 2019的基本操作 17

2.5.3 其他輔助功能 21



第3章 疲勞載荷譜的統計處理 23

3.1 實例——數據的導入與圖形化顯示 24

3.1.1 問題描述 24

3.1.2 導入ASCII文件 24

3.1.3 數據的圖形化顯示 26

3.2 實例——數字濾波去除電壓干擾信號 28

3.2.1 問題描述 28

3.2.2 載荷時間歷程的PSD分析 29

3.2.3 信號的濾波 30

3.2.4 濾波器穩定性檢查 32



第4章 應力疲勞分析 34

4.1 實例——載荷譜塊的創建與疲勞壽命計算 35

4.1.1 問題描述 35

4.1.2 創建載荷譜塊 35

4.1.3 進行疲勞分析 38

4.2 實例——基於名義應力法的零部件疲勞分析 43

4.2.1 問題描述 43

4.2.2 導模型和查看應力分析結果 44

4.2.3 進行疲勞分析 45

4.2.4 查看分析結果 58

4.2.5 疲勞優化設計 60

4.2.6 分析總結 64

4.3 實例——支架的應力疲勞分析 64

4.3.1 問題描述 64

4.3.2 導模型和查看應力分析結果 64

4.3.3 進行疲勞分析 66

4.3.4 查看分析結果 77

4.3.5 分析總結 80



第5章 應變疲勞分析 81

5.1實例——考慮到殘餘應力的應變疲勞分析 82

5.1.1問題描述 82

5.1.2導模型和查看應力分析結果 82

5.1.3不考慮殘餘應力的疲勞分析 84

5.1.4考慮殘餘應力的疲勞分析 91

5.1.5平均應力對疲勞壽命的影響 94

5.1.6表面加工和熱處理對疲勞壽命的影響 96

5.1.7分析總結 97

5.2實例——三腳支架結構的應變疲勞分析 97

5.2.1問題描述 97

5.2.2導模型和查看應力分析結果 97

5.2.3進行疲勞分析 99

5.2.4查看分析結果 107

5.2.5分析總結 109



第6章 裂紋擴展分析 110

6.1 問題描述 111

6.2 導模型和應力分析結果 111

6.3 進行疲勞分析 112

6.4 分析總結 124



第7章 振動疲勞分析 125

7.1實例——單方向振動疲勞分析 126

7.1.1問題描述 126

7.1.2導模型和查看應力分析結果 126

7.1.3振動疲勞分析 129

7.1.4 分析總結 137

7.2 實例——耦合振動疲勞分析 137

7.2.1 問題描述 137

7.2.2 導模型和查看應力分析結果 138

7.2.3振動疲勞分析 140

7.2.4 分析總結 151



第8章 焊接疲勞分析 152

8.1 實例——車身結構的焊點疲勞分析 153

8.1.1 問題描述 153

8.1.2 導模型和應力分析結果 153

8.1.3 焊點疲勞分析 153

8.1.4 查看分析結果 162

8.1.5 分析總結 164

8.2 實例——焊縫疲勞分析及其應用 164

8.2.1 焊接類型和建模方法 164

8.2.2 問題描述 167

8.2.3 導模型和應力分析結果 168

8.2.4 創建焊縫組 169

8.2.5 焊縫疲勞分析 170

8.2.6 查看分析結果 176

8.2.7 多焊縫疲勞分析 178

8.2.8 分析總結 179



第9章 MSC Fatigue的其他模塊與應用 180

9.1 實例——旋轉結構的疲勞壽命分析 181

9.1.1 問題描述 181

9.1.2 導模型和查看應力分析結果 181

9.1.3 進行疲勞分析 183

9.1.4 查看分析結果 187

9.2 實例——軟件應變片及其應用 188

9.2.1 問題描述 189

9.2.2 導模型和應力分析結果 189

9.2.3 創建虛擬應變片並分析 190

9.2.4 時間歷程提取 193

9.2.5 相關分析技術 201

9.2.6 分析總結 203



附 錄 204

附錄I 常用國產齒輪材料疲勞特性 204

附錄II 國產材料疲勞特性估算方法 206

附錄III 常用國產材料的疲勞特性估算用表 207