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疲劳与断裂破坏是引起各类工程结构、工业产品结构失效的重要因素，该方面的计算分析越来越受到工程和工业界的重视。相较于nCode DesignLife等软件，Ansys workbench具有强大的建模和仿真分析技术，并且操作简单，易于掌握。为此，本专题仅基于Ansys Workbench，全面系统的讲解Ansys Workbench疲劳、断裂计算的原理，软件设置方法以及常见问题的解决方法，重点讲解材料疲劳曲线，载荷谱的处理方法，临界距离法（TCD）与尺寸效应计算、应力疲劳，应变疲劳，振动疲劳，焊接疲劳、热机疲劳、疲劳裂纹扩展寿命分析、结构断裂计算等内容，使学员理解疲劳和断裂计算的相关概念和原理，同时也帮助工程师在最短时间内掌握ANSYS Workbench疲劳与断裂计算方法，提升解决实际问题的能力。本课程注重理论联系实际，提供的TCD程序解决了现有商业软件无法考虑疲劳尺寸效应的问题，提供的TCD和热机疲劳分析程序更是极大地拓宽了Ansys Workbench疲劳分析能力，并且绝大数章节算例提供了仿真和物理试验的验证，为大型复杂实际工程的疲劳断裂仿真提供了最有效、最可靠的数值解决方案和技术支撑。
一、时间地点：
2024年11月8日-11月10日 北京/同步直播 （7号发放课程资料，8日-10日上课）
（课后可免费在线观看同步教学视频）
二、收费标准：
A类：4680元/人，含培训费、资料费、视频费等。住宿可统一安排，费用自理。
B类：参加培训的学员，可选择在A类基础上申报《高级CAE仿真工程师》职业能力水平等级证书；费用1600元/人，该证书可作为本行业专业岗位职业能力考核的证明，也是岗位聘用、任职、定级和晋升的重要依据。证书全国通用，联网查询，无须年检。
三、内容大纲：
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大纲 |
主要内容 |
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一、概述 |
1、为什么要进行疲劳与断裂分析 2、疲劳的定义 3、疲劳的分类 4、疲劳破坏的基本特征 5、结构抗疲劳设计方法 6、Ansys 产品简介 7、疲劳数值计算的五要素 |
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二、材料的疲劳 强度
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1、疲劳试验试样及其制备 2、循环应力 3、材料的S-N曲线 4、材料的疲劳极限 5、疲劳分析的统计学基础 6、材料的P-S-N曲线 |
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三、ANSYS Workbench疲劳计算工具—Fatigue tool |
1、Fatigue tool简介 2、Fatigue tool的功能介绍 3、Fatigue tool操作界面详解 工程实例-1：等幅载荷作用下阶梯轴疲劳计算 |
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三、S-N曲线修正原理与方法 |
1、概述 2、应力集中对疲劳强度的影响与修正方法 2.1理论应力集中系数Kt 2.2理论应力集中系数Kt的有限元求解方法 2.3有效应力集中系数Kf（Kσ） 2.4缺口应力集中问题的nCode处理方法 3、光滑试件尺寸效应对疲劳强度的影响与修正方法 4、表面状况对疲劳强度的影响与修正方法 4.1表面加工状况 4.2表面腐蚀状况 4.3表面强化状况（表面处理） 4.4零件表面状态的修正方法 5、加载方式对疲劳强度的影响与修正方法 6、平均应力对疲劳强度的影响与修正方法 7、其他因素对疲劳强度的影响 8、由材料S-N曲线获得零件S-N曲线的方法 9、零（构）件的疲劳强度校核与寿命估算 工程实例-1:中心孔缺口件应力集中系数的有限元计算与验证 工程实例-2:阶梯轴应力集中系数的有限元计算与验证 工程实例-3:阶梯轴S-N曲线的估算、疲劳强度验算与疲劳寿命估算 |
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四、临界距离法（TCD法）与复杂试件的尺寸效应计算 |
1、概述 2、临界距离法（TCD法）基本原理 3、TCD法的二次开发和ANSYS Workbench嵌入方法（赠送程序） 4、TCD法的ANSYS Workbench操作详解 5、非规则（含缺口）零件的尺寸系数 6、基于TCD法和Workbench的非规则（含缺口）零件的尺寸系数计算方法 7、TCD法和尺寸系数计算方法的试验验证 工程实例-1:基于TCD法的中心缺口板尺寸系数的有限元计算与试验验证 工程实例-2:基于临界距离法（TCD法）的拱桥吊杆锚固耳板的尺寸系数计算 |
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五、疲劳载荷处理原理与方法 |
1、疲劳载荷类型 2、变幅载荷谱与Miner线性累积损伤理论 3、随机载荷谱与循环计数法 4、随机疲劳载荷谱的循环计数方法—雨流计数法的原理 5、随机疲劳载荷谱的编制 工程实例-1:随机载荷谱的雨流计数法演示 工程实例-2:基于刚柔耦合动力学的连杆机构载荷谱模拟与疲劳循环应力的生成 |
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六、应力疲劳与名义应力法 |
1、应力疲劳概述 2、应力疲劳的计算方法（名义应力法） 3、名义应力法的基本原理 4、名义应力法的仿真方法之一：材料S-N曲线法 5、名义应力法的ANSYS Fatigue tool仿真方法之二：零件（部件）S-N曲线法 6、材料S-N曲线法的ANSYS Fatigue tool实现方法 7、零（部）件S-N曲线法的ANSYS Fatigue tool实现方法 工程实例-1：双边U型缺口板尺寸效应、疲劳寿命计算与尺寸效应、疲劳寿命试验验证分析 工程实例-2：半圆缺口板尺寸效应、疲劳寿命计算与尺寸效应、疲劳寿命试验验证分析 |
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七、应变疲劳与局部应力应变法 |
1、概述 2、单调应力-应变响应 3、循环应力-应变响应 3.1滞回环 hysteresis loops 3.2循环应力-应变曲线 3.3材料的记忆特性 4、随机载荷下的应力-应变响应 5、应变—寿命( E-N)曲线 6、材料疲劳性能参数的估算方法 7、平均应力修正 8、缺口件的应变疲劳 9、应变疲劳分析的局部应力应变法 10、局部应力应变法的ANSYS Fatigue tool实现方法与操作详解 工程实例-1:铝合金缺口板应变疲劳寿命仿真计算与疲劳试验验证分析 |
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八、振动疲劳 计算方法 |
1、振动疲劳概述 2、振动疲劳计算方法对比 3、结构振动响应计算方法 4、结构振动疲劳寿命分析原理 5、结构振动疲劳寿命分析流程 6、基于ANSYS Workbench的振动疲劳计算方法 工程实例-1:料斗振动疲劳寿命计算与分析 |
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九、基于名义应力法的焊缝疲劳计算 |
1、概述 2、焊缝名义应力Ｓ-Ｎ 曲线 3、名义应力Ｓ-Ｎ 曲线的修正 4、焊接疲劳细节 5、疲劳强度等级 6、IIW标准（国际焊接协会标准） 7、BS7608标准 8、ANSYS Fatigue tool焊缝疲劳计算设置 工程实例-1:基于名义应力法的管球焊接节点的疲劳寿命计算与试验验证分析 |
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十、基于热点应力法的焊缝疲劳计算 |
1、概述 2、热点应力的分类与外推方法 3、热点应力Ｓ-Ｎ 曲线 4、ANSYS Fatigue tool焊缝疲劳计算设置 工程实例-1:基于热点应力法的管球焊接节点的疲劳寿命计算与试验验证分析 |
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十一、热（温度）-机（机械载荷）耦合疲劳 |
1、概述 2、热机疲劳数学模型与有效性分析 3、热机疲劳数学模型的二次开发与ANSYS Workbench嵌入方法（赠送程序） 4、热机疲劳计算的材料参数准备与输入方法 5、ANSYS Workbench热机疲劳分析程序操作对话框详解 6、ANSYS Workbench热机疲劳分析程序后处理详解 工程实例-1:高温多通管道的热-机耦合疲劳计算 |
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十二、断裂力学基本概念与断裂参数计算 |
1.概述 2.裂纹的分类 3.断裂问题的分类 4.常用的断裂参数 4.1 应力强度因子 4.2 能量释放率 4.3 J积分 4.4 T应力 4.5 材料构型力 4.6 C*积分 工程实例-1：蠕变过程中三通管的断裂参数计算 |
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十三、基于内聚力模型的界面裂纹扩展模拟 |
1、概述 2、基于界面单元的内聚力模型 3、基于接触单元的内聚力模型 4、Workbench界面层裂失效模拟操作详解 5、Workbench接触粘结失效模拟操作详解 工程实例-1：基于接触单元的复合材料板界面开裂分析 工程实例-2：基于界面单元的T型粘结接头的界面裂纹扩展计算 |
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十四、结构疲劳裂纹扩展寿命计算 |
1、简介 2、ΔK-da/dN 曲线定义 3、疲劳裂纹扩展寿命预测模型 4、疲劳裂纹扩展寿命预测方法 5、主要计算步骤 6、应力强度因子估计主要方法
7、疲劳裂纹扩展寿命分析流程 8、自适应网格裂纹扩展技术 9.Workbench自适应网格裂纹扩展计算操作详解 工程实例-1:法兰轴疲劳裂纹扩展模拟、疲劳寿命计算与试验验证 |
