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一文让你了解从载荷谱采集到疲劳仿真全过程！
2019-08-29 12:41:58· 来源：CAE学习之家 作者：康涛
最近有朋友问，再发一遍。当然由于技术水平原因，多有不足之处，欢迎探讨。中小制造企业的免费技术咨询与技术服务（项目）依旧有效。疲劳测试-仿真概述前言结构
最近有朋友问，再发一遍。当然由于技术水平原因，多有不足之处，欢迎探讨。中小制造企业的免费技术咨询与技术服务（项目）依旧有效。
疲劳测试-仿真概述
- 前言
结构疲劳的话题在当前各大制造企业越来越受到重视，疲劳的失效为现今产品失效的主要形式。
本文针对汽车制造业进行简单描述，在汽车制造业中，以前的疲劳测试实验是实验方法，即利用实车在各道路试车场进行路试，该方式虽然是最直接且最准确的，但测试周期长，耗费成本高，即使发现了问题也很难改变。
这里讲述下现在的方式-CAE仿真。同时也是侧面回答很多朋友的一个问题，CAE仿真有什么用呢？
2. 技术
在行业内，我们常用的疲劳仿真流程通常为：
测试道路载荷谱→加载载荷谱→结构有限元应力场分析→疲劳分析。
大概流程为：运用六分力轮测试技术测得试验场的道路载荷谱数据，以此为输入条件，建立整车动力学模型，获取作用与各连接点的载荷谱，同时计算结构的单位载荷应力结果，从而进行疲劳仿真。
3. 载荷谱采集
3.1 测试工况
本试验用乘用车的四个车轮均安装六分力轮进行轴头上的三向力（Fx、Fy、Fz）和三向力矩（Mx、My、Mz）的测试，如图1所示。道路载荷谱采集在某试车场进行，该试车场特征路面如图2示意。车辆满载，测试工况为行驶一圈覆盖试车场所有特征路面的耐久性循环。
图一 六分力轮测试
图二 试验场特征路面
3.2 测试结果
测试共布置了24个通道（4个轮，6个通道），通过数据采集器记录存储下所有的载荷谱信号数据。如图3所示为左前轮的六分力信号。
图三：左前轮六分力载荷
4. 结构寿命计算
4.1 载荷提取
显然，对某些结构的疲劳寿命分析需要提供作用在各连接点处的载荷谱，这里在多体动力学软件ADMAS平台上对该整车建立多体动力学模型，以上述实测获得的四个车轮的六分力作为输入，在ADMAS平台上对该整车建立多体动力学模型，即可提取出作用在结构各连接点上相应的力和力矩的时间历程，如图四所示为提取后的力和力矩的时间历程。
图四：连接点六分力载荷谱
4.2 结构有限元分析
通常采用惯性释放方式，计算单位载荷下的应力。前处理如图五。
图五：前处理模型
4.3疲劳寿命计算
进行疲劳寿命分析我们通常需要以下信息：
1.有限元应力场
2.载荷谱
3.材料信息
4.分析引擎的选取
常用疲劳包含：
1.应力疲劳
2.应变疲劳
3.振动疲劳
4.多轴疲劳
5.焊点疲劳
6.焊缝疲劳
7.蠕变疲劳
8.耦合疲劳（例如热机耦合）
9.裂纹扩展
采用 ncode 软件进行计算，计算流程如图六所示：
图六：疲劳计算流程图
- 4.4 后处理
疲劳仿真目前为止很难预测精准，因此我们常用的方式基本是预测趋势， 通过对比方案及仿真与实验相结合的方式（某些企业有自己的仿真规范）
来预测寿命。
最近有朋友在问这方面的流程，希望对大家有所帮助把。
关于作者：
姓名：康涛
领域：整车级别前处理、刚强度、碰撞安全、NVH及 电池包体系方针与企业对标。
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