目　錄 CONTENTS 第 1章 疲勞分析概述 1 1.1 疲勞分析簡(jiǎn)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(xiàn)狀 2 1.1.3 疲勞的特點(diǎn) 2 1.2 疲勞設(shè)計(jì)方法及相應(yīng)的疲勞分析方法 4 1.2.1 無限壽命設(shè)計(jì)方法 4 1.2.2 有限壽命設(shè)計(jì)方法 4 1.2.3 損傷容限設(shè)計(jì)方法 4 1.2.4 耐久性設(shè)計(jì)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(jiǎn)介 8 2.1.1 MSC Fatigue的主要特點(diǎn) 8 2.1.2 MSC Fatigue的主要功能 8 2.2　MSC 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(kuò)展分析模塊 10 2.2.3 疲勞分析工具模塊 10 2.2.4 振動(dòng)疲勞分析模塊 10 2.2.5 焊點(diǎn)疲勞分析模塊 10 2.2.6 車輪應(yīng)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(shù)據(jù)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(dòng)與主界面 16 2.5.2　Patran 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(tǒng)計(jì)處理 23 3.1 實(shí)例——數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與圖形化顯示 24 3.1.1 問題描述 24 3.1.2 導(dǎo)入ASCII文件 24 3.1.3 數(shù)據(jù)的圖形化顯示 26 3.2 實(shí)例——數(shù)字濾波去除電壓干擾信號(hào) 28 3.2.1 問題描述 28 3.2.2 載荷時(shí)間歷程的PSD分析 29 3.2.3 信號(hào)的濾波 30 3.2.4 濾波器穩(wěn)定性檢查 32 第4章 應(yīng)力疲勞分析 34 4.1 實(shí)例——載荷譜塊的創(chuàng)建與疲勞壽命計(jì)算 35 4.1.1 問題描述 35 4.1.2 創(chuàng)建載荷譜塊 35 4.1.3 進(jìn)行疲勞分析 38 4.2 實(shí)例——基于名義應(yīng)力法的零部件疲勞分析 43 4.2.1 問題描述 43 4.2.2 導(dǎo)入有限元模型和查看應(yīng)力分析結(jié)果 44 4.2.3 進(jìn)行疲勞分析 45 4.2.4 查看分析結(jié)果 58 4.2.5 疲勞優(yōu)化設(shè)計(jì) 60 4.2.6 分析總結(jié) 64 4.3 實(shí)例——支架的應(yīng)力疲勞分析 64 4.3.1 問題描述 64 4.3.2 導(dǎo)入有限元模型和查看應(yīng)力分析結(jié)果 64 4.3.3 進(jìn)行疲勞分析 66 4.3.4 查看分析結(jié)果 77 4.3.5 分析總結(jié) 80 第5章 應(yīng)變疲勞分析 81 5.1　實(shí)例——考慮到殘余應(yīng)力的應(yīng)變疲勞分析 82 5.1.1　問題描述 82 5.1.2　導(dǎo)入有限元模型和查看應(yīng)力分析結(jié)果 82 5.1.3　不考慮殘余應(yīng)力的疲勞分析 84 5.1.4　考慮殘余應(yīng)力的疲勞分析 91 5.1.5　平均應(yīng)力對(duì)疲勞壽命的影響 94 5.1.6　表面加工和熱處理對(duì)疲勞壽命的影響 96 5.1.7　分析總結(jié) 97 5.2　實(shí)例——三腳支架結(jié)構(gòu)的應(yīng)變疲勞分析 97 5.2.1　問題描述 97 5.2.2　導(dǎo)入有限元模型和查看應(yīng)力分析結(jié)果 97 5.2.3　進(jìn)行疲勞分析 99 5.2.4　查看分析結(jié)果 107 5.2.5　分析總結(jié) 109 第6章 裂紋擴(kuò)展分析 110 6.1 問題描述 111 6.2 導(dǎo)入有限元模型和應(yīng)力分析結(jié)果 111 6.3 進(jìn)行疲勞分析 112 6.4 分析總結(jié) 124 第7章 振動(dòng)疲勞分析 125 7.1　實(shí)例——單方向振動(dòng)疲勞分析 126 7.1.1　問題描述 126 7.1.2　導(dǎo)入有限元模型和查看應(yīng)力分析結(jié)果 126 7.1.3　振動(dòng)疲勞分析 129 7.1.4 分析總結(jié) 137 7.2 實(shí)例——耦合振動(dòng)疲勞分析 137 7.2.1 問題描述 137 7.2.2 導(dǎo)入有限元模型和查看應(yīng)力分析結(jié)果 138 7.2.3　振動(dòng)疲勞分析 140 7.2.4 分析總結(jié) 151 第8章 焊接疲勞分析 152 8.1 實(shí)例——車身結(jié)構(gòu)的焊點(diǎn)疲勞分析 153 8.1.1 問題描述 153 8.1.2 導(dǎo)入有限元模型和應(yīng)力分析結(jié)果 153 8.1.3 焊點(diǎn)疲勞分析 153 8.1.4 查看分析結(jié)果 162 8.1.5 分析總結(jié) 164 8.2 實(shí)例——焊縫疲勞分析及其應(yīng)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(dǎo)入有限元模型和應(yīng)力分析結(jié)果 168 8.2.4 創(chuàng)建焊縫組 169 8.2.5 焊縫疲勞分析 170 8.2.6 查看分析結(jié)果 176 8.2.7 多焊縫疲勞分析 178 8.2.8 分析總結(jié) 179 第9章 MSC Fatigue的其他模塊與應(yīng)用 180 9.1 實(shí)例——旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的疲勞壽命分析 181 9.1.1 問題描述 181 9.1.2 導(dǎo)入有限元模型和查看應(yīng)力分析結(jié)果 181 9.1.3 進(jìn)行疲勞分析 183 9.1.4 查看分析結(jié)果 187 9.2 實(shí)例——軟件應(yīng)變片及其應(yīng)用 188 9.2.1 問題描述 189 9.2.2 導(dǎo)入有限元模型和應(yīng)力分析結(jié)果 189 9.2.3 創(chuàng)建虛擬應(yīng)變片并分析 190 9.2.4 時(shí)間歷程提取 193 9.2.5 相關(guān)分析技術(shù) 201 9.2.6 分析總結(jié) 203 附 錄 204 附錄I 常用國(guó)產(chǎn)齒輪材料疲勞特性 204 附錄II 國(guó)產(chǎn)材料疲勞特性估算方法 206 附錄III 常用國(guó)產(chǎn)材料的疲勞特性估算用表 207