疲劳分析实战：用ANSA和Ncode进行产品失效分析

事件：

最近发现我家塑料凳子出现了几处明显的疲劳损伤痕迹：

因此对这个塑料凳子进行一个简单的CAE分析。

问题一：

CAE分析需要基于精确的三维模型，但是这个塑料凳的标签已经被磨损掉了，无法确认生产厂家。自然也就无法获取3D数模、材料牌号、性能参数等。

难道~刚刚计划好的分析就这样被迫中止吗？NO~

作为混迹于汽车行业多年的仿真狗来说，对于这种简单零件的3D数据答案如下图所示：

经过一翻详细的参数逆向过后：

数据到手天下我有：

问题二：

CAE模型已有，但是这个产品的材料牌号，力学性能未知。

解决思路：

由于本次分析非工程精度级，暂确定此塑料为PE塑料。PE的材料参数可由matweb查询得到。

问题三：

CAE模型及材料数据都有了之后边界条件从何而来？

分析：

日常工况：凳子表面受到垂直于表面的力F1，F1大小约等于仿真狗的体重(实际应小于人体重量)。

异常工况：凳子表面在受到垂向力F1的同时，还受到一个平行于表面的摩擦力F2(有时由于使用者误操作会推着凳向后运动，如果此时凳子根部恰好卡死，整个系统处于一个相对平衡状态)。

至此，所有CAE分析的输入条件已经具备，CAE分析正式开始~

强度分析流程：

本次分析采用Nastran线性静力分析，输出各个工况下的应力分布数据，用于下一步的疲劳分析。

工况一、二应力分布：

疲劳分析流程：

本次分析采用Ncode的EN算法对此产品进行疲劳分析，流程如下：

FEinput用于输入有限元软件的应力数据。

ENAnalysis为EN疲劳求解器。

FEDisplay为结果显示，通常我们会去三方后处理中读取结果，因此这个模块不是必须的。

FEOutput为疲劳分析结果输入模块，可输出为HyperView可读取的.hyp格式文件。

结果对比：

实际产品损伤位置

CAE分析损伤位置

结果分析：

分析结果显示最大损伤达到5.618，由于仿真狗所用的疲劳分析材料为拟合数据而且PE的断裂延伸率极高，因此即使仿真结果显示损伤已经比较大，但是结构仍未失效，若是有相应的EN曲线，则分析结果的损伤值会更趋近于合理 水平。

原文链接：

https://mp.weixin.qq.com/s/7Wxkf1Ok9JrCbQ4jLd6Ukg