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第一部分 理论基础1

第1章 绪论1

1.1 材料力学基础1

1.2 应力状态分析15

1.2.1 平面应力的应力状态分析16

1.2.2 空间应力分析20

1.2.3 广义胡克定律21

1.3 材料在拉伸时的力学性能22

1.3.1 低碳钢在拉伸时的力学特性23

1.3.2 其他材料在拉伸时的力学特性25

1.4 材料在压缩时的力学性能27

1.5 塑性材料和脆性材料力学性能的比较28

第2章 疲劳基础29

2.1 金属疲劳29

2.1.1 疲劳寿命研究历史29

2.1.2 疲劳的分类31

2.1.3 疲劳研究的三个尺度32

2.1.4 疲劳寿命33

2.2 确定疲劳寿命的方法34

第3章 金属材料的疲劳性能36

3.1 金属材料试验测试36

3.1.1 试件制作36

3.1.2 试验设备37

3.1.3 试验方法和程序37

3.2 金属材料的拉伸特性38

3.2.1 单向拉伸力学特性38

3.2.2 循环拉伸力学特性40

3.3 材料的疲劳强度45

3.3.1 应力—寿命曲线46

3.3.2 有限寿命区域的设计S—N曲线52

3.3.3 应变—寿命曲线53

3.4 影响结构疲劳寿命的主要因素56

3.4.1 应力集中的影响57

3.4.2 尺寸的影响62

3.4.3 表面质量的影响65

3.4.4 载荷的影响67

3.4.5 焊接应力、腐蚀等对疲劳强度的影响78

3.5 零件S—N曲线79

3.6 循环和疲劳特性的估计UML84

3.7 组合比例载荷85

3.8 缺口分析86

3.8.1 名义弹性特性88

3.8.2 有效截面的名义总屈服应力90

第4章 疲劳累积损伤理论92

4.1 疲劳损伤机理92

4.2 损伤的定义及疲劳累积损伤理论93

4.3 Miner线性累积理论94

4.4 非线性疲劳累积损伤理论95

4.5 Manson-Halford双线性损伤累积法则97

第5章 载荷谱与循环计数法98

5.1 载荷谱98

5.2 循环计数方法100

5.2.1 单参数循环计数100

5.2.2 双参数循环计数101

第二部分 实例操作104

第6章 【LMS Virtual.Lab】介绍104

6.1 概述104

6.2 【LMS Virtual.Lab Durability】介绍104

6.3 第一次打开【LMS Virtual.Lab】109

第7章 疲劳分析基本操作112

7.1 计算分析和结果显示112

7.2 疲劳分析结果后处理119

7.2.1 热点探测119

7.2.2 生成局部张量历程121

7.2.3 导出局部张量历程125

7.3 导入有限元计算结果及载荷126

7.3.1 导入有限元计算结果文件和网格126

7.3.2 简单载荷应用129

7.4 载荷与有限元计算结果的匹配131

7.4.1 背景131

7.4.2 创建载荷与有限元计算工况的匹配131

7.4.3 如何定义匹配132

7.4.4 定义一个静态工况作为预应力工况133

7.5 线性叠加计算134

7.5.1 插入线性叠加计算工况135

7.5.2 动画显示线性叠加结果136

7.5.3 从线性叠加计算结果中寻找极值137

第8章 转向节疲劳分析实例140

8.1 网格分组140

8.1.1 导入网格和有限元计算结果文件140

8.1.2 定义单元组集（网格分组）141

8.1.3 组群选择143

8.2 载荷加载和可视化144

8.3 耐久性分析—任务定义148

8.4 组合分析150

8.5 结果报告154

8.6 成活率155

第9章 焊缝疲劳分析实例162

9.1 壳单元与壳单元连接162

9.1.1 定义焊缝163

9.1.2 施加载荷163

9.1.3 创建载荷与有限元计算工况的匹配165

9.1.4 建立焊缝疲劳分析工况165

9.1.5 附加练习167

9.2 壳单元与实体单元连接169

9.2.1 焊缝探测169

9.2.2 焊缝编辑172

9.2.3 创建一个循环载荷工况176

9.2.4 建立焊缝疲劳分析176

9.3 实体单元与实体单元连接178

9.3.1 完成焊缝文件的定义183

9.3.2 焊缝疲劳计算186

第10章 焊点疲劳分析实例190

10.1 基于力的方法190

10.2 基于应力的方法193

10.2.1 导入模型文件193

10.2.2 导入属性193

10.2.3 探测焊点194

10.2.4 焊点精细化模型195

10.2.5 进行有限元计算196

10.2.6 创建一个工况集197

10.2.7 创建载荷集198

10.2.8 创建载荷与有限元计算工况的匹配199

10.2.9 建立焊点疲劳分析工况199

第11章 基于瞬态计算结果的疲劳分析201

11.1 基于伪瞬态结果的疲劳分析201

11.1.1 导入伪瞬态计算结果201

11.1.2 动画203

11.1.3 计算分析204

11.2 基于瞬态结果的疲劳分析205

11.2.1 导入瞬态计算结果205

11.2.2 计算分析206

第12章 振动疲劳分析实例208

12.1 谐波振动疲劳208

12.1.1 施加载荷208

12.1.2 定义正弦扫描波211

12.1.3 设置参数进行疲劳分析212

12.2 随机振动疲劳214

12.2.1 导入有限元数据214

12.2.2 施加载荷215

12.2.3 定义振动载荷217

12.2.4 设置疲劳分析工况217

12.2.5 练习219

第13章 系统级疲劳分析实例222

第14章 应力梯度修正230

第15章 热疲劳分析241

15.1 导入FE数据241

15.2 导入已定义好的组242

15.3 导入时域载荷数据244

15.4 关联Static Modes和时域载荷数据246

15.5 进行标准的应力疲劳寿命分析246

15.6 后处理249

15.7 创建温度关联S—N曲线251

15.8 进行温度600℃下的应力疲劳寿命分析253

15.9 进行基于温度函数的应力疲劳损伤分析256

15.10 进行基于温度场的应力疲劳寿命分析258

参考文献262