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。
1.参加线上培训，后期可免费参加相同课程线上及线下培训；
2.报名缴费后提前获取电子讲义及模型，可提前预习；
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4.同一单位同一课程2人以上（含2人）报名9折；同一单位同一课程5人以上（含5人）报名8.5折。
2024年11月8日 — 11月10日
北京/在线直播平台同步授课3天
开课前老师会针对学员反馈的技术问题进行分析，对共性问题在课堂中老师会与学员共同分析探讨、个性问题将在课下单独交流;
课程讲师，副教授，博士毕业于哈尔滨工业大学工程力学专业，18年仿真分析经验；拥有较好的工程力学、固体力学和流体力学基础，精通Ansys、FLUENT、CFX和XFLOW等工程仿真软件，能够运用ABAQUS、Marc进行结构分析；精通Fortran语言，具有采用Fortran编制大型程序的经历；熟悉C/C++语言，有C/C++语言程序开发的成功经验。能够采用Fortran、C/C++语言及MATLAB对现有大型商业软件（Ansys、FLUENT、Marc、CFX等）进行扩展开发。精通MATLAB软件，能够利用MATLAB独立完成简单的工程可视化开发，精通Ansys等有限元软件与MATLAB数值分析软件的联合仿真技术。发表学术论文20余篇，其中SCI、EI收录论文13篇，申请发明专利2项。培训150多场次，学员上千人。
大纲 | 主要内容 |
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 |
二、材料的疲劳强度
| 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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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