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一文讓你了解從載荷譜采集到疲勞仿真全過程！
2019-08-29 12:41:58· 來源：CAE學習之家 作者：康濤
最近有朋友問，再發(fā)一遍。當然由于技術水平原因，多有不足之處，歡迎探討。中小制造企業(yè)的免費技術咨詢與技術服務（項目）依舊有效。疲勞測試-仿真概述前言結構
最近有朋友問，再發(fā)一遍。當然由于技術水平原因，多有不足之處，歡迎探討。中小制造企業(yè)的免費技術咨詢與技術服務（項目）依舊有效。
疲勞測試-仿真概述
- 前言
結構疲勞的話題在當前各大制造企業(yè)越來越受到重視，疲勞的失效為現(xiàn)今產品失效的主要形式。
本文針對汽車制造業(yè)進行簡單描述，在汽車制造業(yè)中，以前的疲勞測試實驗是實驗方法，即利用實車在各道路試車場進行路試，該方式雖然是最直接且最準確的，但測試周期長，耗費成本高，即使發(fā)現(xiàn)了問題也很難改變。
這里講述下現(xiàn)在的方式-CAE仿真。同時也是側面回答很多朋友的一個問題，CAE仿真有什么用呢？
2. 技術
在行業(yè)內，我們常用的疲勞仿真流程通常為：
測試道路載荷譜→加載載荷譜→結構有限元應力場分析→疲勞分析。
大概流程為：運用六分力輪測試技術測得試驗場的道路載荷譜數(shù)據(jù)，以此為輸入條件，建立整車動力學模型，獲取作用與各連接點的載荷譜，同時計算結構的單位載荷應力結果，從而進行疲勞仿真。
3. 載荷譜采集
3.1 測試工況
本試驗用乘用車的四個車輪均安裝六分力輪進行軸頭上的三向力（Fx、Fy、Fz）和三向力矩（Mx、My、Mz）的測試，如圖1所示。道路載荷譜采集在某試車場進行，該試車場特征路面如圖2示意。車輛滿載，測試工況為行駛一圈覆蓋試車場所有特征路面的耐久性循環(huán)。
圖一 六分力輪測試
圖二 試驗場特征路面
3.2 測試結果
測試共布置了24個通道（4個輪，6個通道），通過數(shù)據(jù)采集器記錄存儲下所有的載荷譜信號數(shù)據(jù)。如圖3所示為左前輪的六分力信號。
圖三：左前輪六分力載荷
4. 結構壽命計算
4.1 載荷提取
顯然，對某些結構的疲勞壽命分析需要提供作用在各連接點處的載荷譜，這里在多體動力學軟件ADMAS平臺上對該整車建立多體動力學模型，以上述實測獲得的四個車輪的六分力作為輸入，在ADMAS平臺上對該整車建立多體動力學模型，即可提取出作用在結構各連接點上相應的力和力矩的時間歷程，如圖四所示為提取后的力和力矩的時間歷程。
圖四：連接點六分力載荷譜
4.2 結構有限元分析
通常采用慣性釋放方式，計算單位載荷下的應力。前處理如圖五。
圖五：前處理模型
4.3疲勞壽命計算
進行疲勞壽命分析我們通常需要以下信息：
1.有限元應力場
2.載荷譜
3.材料信息
4.分析引擎的選取
常用疲勞包含：
1.應力疲勞
2.應變疲勞
3.振動疲勞
4.多軸疲勞
5.焊點疲勞
6.焊縫疲勞
7.蠕變疲勞
8.耦合疲勞（例如熱機耦合）
9.裂紋擴展
采用 ncode 軟件進行計算，計算流程如圖六所示：
圖六：疲勞計算流程圖
- 4.4 后處理
疲勞仿真目前為止很難預測精準，因此我們常用的方式基本是預測趨勢， 通過對比方案及仿真與實驗相結合的方式（某些企業(yè)有自己的仿真規(guī)范）
來預測壽命。
最近有朋友在問這方面的流程，希望對大家有所幫助把。
關于作者：
姓名：康濤
領域：整車級別前處理、剛強度、碰撞安全、NVH及 電池包體系方針與企業(yè)對標。
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