基于LSDyna和VPG的疲劳分析Word文件下载.docx
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需要注意的一点是,目前只有ANSYS13.0nCodeDesignLife可以支持Ansys13.0格式的结果,而目前流行于网络上的MSC.Fatigue和Fe-Safe都只支持版本比较老的Ansys的结果。
对于情况比较复杂、要求结果很精确的疲劳分析,当然首选以上三种主流的疲劳分析,但是对于一般的疲劳分析,我们可以采用VPG中的ETA/PostProcessor来做疲劳分析。
VPG是美国ETA公司(EngineeringTechnologyAssociates,Inc.)基于LS-Dyna平台开发的主要面向汽车行业仿真的前后处理软件,可以方便的对LS-Dyna的进行前后处理。
VPG对LS-Dyna瞬态分析的结果进行疲劳分析的步骤如下:
1、启动ETA/PostProcessor软件
ETA/PostProcessor的启动有两种形式,一种是从VPG中启动,另一种是直接从程序-》vpg3.3-》etapost,直接启动ETA/PostProcessor。
本文对从VPG中启动ETA/PostProcessor具体介绍。
1.1、从VPG中启动,创建数据库文件
运行VPG软件,会弹出一个窗口。
如图1.1所示。
对于第一次运行该软件的用户,可以直接在文件名栏中输入一个文件名,然后打开,vpg就提示,是否要创建新的文件,点击“YES”即可,VPG就自动为用户创建了一个新的etadatabasefile文件。
若电脑中已存在etadatabasefile,找到该文件并打开即可。
图1.1数据库创建窗口
1.2、选择求解器
在创建了新的数据库文件后,VPG提示用户选择求解器类型。
VPG支持多种求解器的格式,如图1.2所示。
选择求解器和后面的选择单位制都是针对用VPG做前处理的设置,与本后面的疲劳分析并无关系,所以可以随便选择。
图1.2求解器选择窗口
1.3、选择单位制
图1.3单位制选择窗口
1.4、进入后处理模块
完成前三步的设置后,我们直接进入后处理模块,点击菜单栏中的POST,如图1.4所示,VPG自动调用后处理模块ETA/PostProcessor,其界面如图1.5所示。
图1.4进入后处理模块
图1.5ETA/PostProcessor界面
2、打开lsdyna结果文件
打开lsdyna瞬态动力学分析结果文件。
ETA/PostProcessor的本身是作为lsdyna的后处理器开发的,其后处理功能十分强大,本文中不再做介绍。
顺便提一句,通过菜单栏edit-》languagesettings,可以将ETA/PostProcessor界面可以改为中文。
3、进入疲劳分析界面
读入LS-DYAN的结果文件后,单击菜单栏中的Tool-》Fatigue进入疲劳分析模块。
不同的版本,其位置可能不一样,本文中是ETA/PostProcessor1.7.5的界面,如图3.1所示。
进入疲劳分析模块后,在ETA/PostProcessor的右边将会出现如图3.2所示的疲劳分析设定界面。
图3.1进入疲劳分析模块
图3.2疲劳分析设定
3.1选择单位制
有限元分析中,很重要的一步就是要统一单位制,否则求解的结果就是错误的。
对有限元的结果进行疲劳分析,其单位制必须与LS-DYNA中选用的单位制一致。
本文中在LS-Dyna的中的单位制如表1所示。
Table1Unitsystem
Length
Mass
Force
Time
Stress
M
KG
N
s
N/m^2
(Pa)
故在单位制中选择压力的单位为Pa。
3.2、选择分析类型
对于应力比较小,材料未进入塑性阶段的线性分析,选择第二种elastic;
对于弹塑性问题,选择第一种true(non-linear)。
这个主要是根据不同的应力类型,确定疲劳分析时的算法。
3.3、选择应力形式
选择疲劳分析中所用的应力的形式,第一应力,考虑方向的mises应力和不考虑方向的mises应力。
这个根据实际需要选择,一般选择考虑方向的mises应力作为疲劳分析的依据。
3.4、选择需要疲劳分析的单元
有时并不是需要对模型中的所有部件都进行疲劳分析,只要对某些关心的部件进行分析,ETA/PostProcessor可以仅仅选择部分单元进行分析,选择单元的方式如图3.3所示。
选择了单元后,点击exit退出单元选择界面。
图3.3单元选择界面
3.5、赋予材料属性
疲劳分析中,很重要的一个就是要有材料的应力寿命或者应变寿命曲线。
ETA/PostProcessor1.7.5中自带了汽车行业中常用的材料参数。
点击materialdefinition进入材料属性窗口。
然后在点击create选择自带的材料或者创建新的材料,如图3.4所示。
图3.4材料属性选择窗口
若采用软件自带的材料属性,直接点击下方的ok即可,如图3.5所示。
若要自己定义材料属性,逐行定义参数,再点击ok,就会将自定义材料保存在软件的数据库中。
图3.5材料属性定义窗口
选中已选择的材料模型,,点击assign,将该材料赋给part,如图3.6。
然后会弹出一个窗口,要求选择赋予该材料属性的part。
若该分析模型中有多种材料,就需要逐一赋予材料属性。
如果所有的part都是同一个种材料,可以勾选assigntoallparts,直接将材料属性赋给所有parts。
图3.6材料属性赋予窗口
3.6、选择疲劳分析结果显示的形式
ETA/PostProcessor提供两种分析结果显示的形式:
节点或者单元。
如果选择节点,结果为单元上所有节点的平均值,这样结果云图将比较光滑。
如果选择的是单元,每一个单元的疲劳分析的结果将会被显示,这样的云图将不如节点形式那么光滑。
这仅仅为结果的显示形式,不会影响疲劳分析结果的计算。
3.7、选择疲劳分析结果的类型
ETA/PostProcessor提供两种分析结果的类型,一种是损伤,另一种是剩余寿命,即失效前能够承受的循环次数。
3.8、计算结果
点击plot,软件开始计算。
计算时间有模型的大小决定。
计算完成后,将会将结果显示出来。
若想切换结果的显示形式或结果的类型,只需在选择后再点击plot即可。
3.9、其他未尽事项
其他的一些关于VPG的疲劳分析原理和疲劳结果的后处理,限于本人精力和时间,不再做介绍,具体参考附件VPG_34_Fatigue_Tutorial_APR09.pdf。
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