MSC Fatigue 疲劳分析标准教程

本书主要讲述MSC Fatigue 2019 疲劳分析的软件操作技巧和要点。全书共分为9章，包括疲劳分析概述、MSC Fatigue 疲劳分析介绍、疲劳载荷谱的统计处理、应力疲劳分析、应变疲劳分析、裂纹扩展分析、振动疲劳分析、焊接疲劳分析、MSC Fatigue的其他模块与应用。全书由浅入深，循序渐进，从简单的应力疲劳分析逐渐深入，将理论联系实际，把枯燥的理论讲透、讲活。 本书既适合作为高等院校疲劳分析课程教材，也适合从事相关科学研究的读者自学使用。

王国军，博士，硕士生导师。主要从事《车辆工程》等课程和学科的教学和研究工作。发表SCI、EI等高水平论文50余篇，编写并出版教材8部。 李伟,MSC Software 华南区技术经理.

目　录 CONTENTS 第 1章 疲劳分析概述 1 1.1 疲劳分析简介 2 1.1.1 疲劳的基本概念 2 1.1.2 疲劳分析的意义和研究现状 2 1.1.3 疲劳的特点 2 1.2 疲劳设计方法及相应的疲劳分析方法 4 1.2.1 无限寿命设计方法 4 1.2.2 有限寿命设计方法 4 1.2.3 损伤容限设计方法 4 1.2.4 耐久性设计方法 5 1.3 疲劳分析的基本步骤 5 1.3.1 载荷谱的获取与确定 5 1.3.2 材料疲劳特性的确定 5 1.3.3 疲劳分析方法的确定 6 第 2章 MSC Fatigue疲劳分析介绍 7 2.1 MSC Fatigue简介 8 2.1.1 MSC Fatigue的主要特点 8 2.1.2 MSC Fatigue的主要功能 8 2.2　MSC Fatigue中的主要模块 9 2.2.1 基本疲劳分析模块 9 2.2.2 裂纹扩展分析模块 10 2.2.3 疲劳分析工具模块 10 2.2.4 振动疲劳分析模块 10 2.2.5 焊点疲劳分析模块 10 2.2.6 车轮应力疲劳分析模块 10 2.2.7 多轴疲劳分析模块 11 2.3 MSC Fatigue的数据接口 11 2.4 Patran 2019的安装 11 2.5 Patran 2019的使用 16 2.5.1 Patran 2019的启动与主界面 16 2.5.2　Patran 2019的基本操作 17 2.5.3 其他辅助功能 21 第3章 疲劳载荷谱的统计处理 23 3.1 实例——数据的导入与图形化显示 24 3.1.1 问题描述 24 3.1.2 导入ASCII文件 24 3.1.3 数据的图形化显示 26 3.2 实例——数字滤波去除电压干扰信号 28 3.2.1 问题描述 28 3.2.2 载荷时间历程的PSD分析 29 3.2.3 信号的滤波 30 3.2.4 滤波器稳定性检查 32 第4章 应力疲劳分析 34 4.1 实例——载荷谱块的创建与疲劳寿命计算 35 4.1.1 问题描述 35 4.1.2 创建载荷谱块 35 4.1.3 进行疲劳分析 38 4.2 实例——基于名义应力法的零部件疲劳分析 43 4.2.1 问题描述 43 4.2.2 导入有限元模型和查看应力分析结果 44 4.2.3 进行疲劳分析 45 4.2.4 查看分析结果 58 4.2.5 疲劳优化设计 60 4.2.6 分析总结 64 4.3 实例——支架的应力疲劳分析 64 4.3.1 问题描述 64 4.3.2 导入有限元模型和查看应力分析结果 64 4.3.3 进行疲劳分析 66 4.3.4 查看分析结果 77 4.3.5 分析总结 80 第5章 应变疲劳分析 81 5.1　实例——考虑到残余应力的应变疲劳分析 82 5.1.1　问题描述 82 5.1.2　导入有限元模型和查看应力分析结果 82 5.1.3　不考虑残余应力的疲劳分析 84 5.1.4　考虑残余应力的疲劳分析 91 5.1.5　平均应力对疲劳寿命的影响 94 5.1.6　表面加工和热处理对疲劳寿命的影响 96 5.1.7　分析总结 97 5.2　实例——三脚支架结构的应变疲劳分析 97 5.2.1　问题描述 97 5.2.2　导入有限元模型和查看应力分析结果 97 5.2.3　进行疲劳分析 99 5.2.4　查看分析结果 107 5.2.5　分析总结 109 第6章 裂纹扩展分析 110 6.1 问题描述 111 6.2 导入有限元模型和应力分析结果 111 6.3 进行疲劳分析 112 6.4 分析总结 124 第7章 振动疲劳分析 125 7.1　实例——单方向振动疲劳分析 126 7.1.1　问题描述 126 7.1.2　导入有限元模型和查看应力分析结果 126 7.1.3　振动疲劳分析 129 7.1.4 分析总结 137 7.2 实例——耦合振动疲劳分析 137 7.2.1 问题描述 137 7.2.2 导入有限元模型和查看应力分析结果 138 7.2.3　振动疲劳分析 140 7.2.4 分析总结 151 第8章 焊接疲劳分析 152 8.1 实例——车身结构的焊点疲劳分析 153 8.1.1 问题描述 153 8.1.2 导入有限元模型和应力分析结果 153 8.1.3 焊点疲劳分析 153 8.1.4 查看分析结果 162 8.1.5 分析总结 164 8.2 实例——焊缝疲劳分析及其应用 164 8.2.1 焊接类型和建模方法 164 8.2.2 问题描述 167 8.2.3 导入有限元模型和应力分析结果 168 8.2.4 创建焊缝组 169 8.2.5 焊缝疲劳分析 170 8.2.6 查看分析结果 176 8.2.7 多焊缝疲劳分析 178 8.2.8 分析总结 179 第9章 MSC Fatigue的其他模块与应用 180 9.1 实例——旋转结构的疲劳寿命分析 181 9.1.1 问题描述 181 9.1.2 导入有限元模型和查看应力分析结果 181 9.1.3 进行疲劳分析 183 9.1.4 查看分析结果 187 9.2 实例——软件应变片及其应用 188 9.2.1 问题描述 189 9.2.2 导入有限元模型和应力分析结果 189 9.2.3 创建虚拟应变片并分析 190 9.2.4 时间历程提取 193 9.2.5 相关分析技术 201 9.2.6 分析总结 203 附 录 204 附录I 常用国产齿轮材料疲劳特性 204 附录II 国产材料疲劳特性估算方法 206 附录III 常用国产材料的疲劳特性估算用表 207