第一部分 理论基础 1
第1章 绪论 1
1.1 材料力学基础 1
1.2 应力状态分析 15
1.2.1 平面应力的应力状态分析 16
1.2.2 空间应力分析 20
1.2.3 广义胡克定律 21
1.3 材料在拉伸时的力学性能 22
1.3.1 低碳钢在拉伸时的力学特性 23
1.3.2 其他材料在拉伸时的力学特性 25
1.4 材料在压缩时的力学性能 27
1.5 塑性材料和脆性材料力学性能的比较 28
第2章 疲劳基础 29
2.1 金属疲劳 29
2.1.1 疲劳寿命研究历史 29
2.1.2 疲劳的分类 31
2.1.3 疲劳研究的三个尺度 32
2.1.4 疲劳寿命 33
2.2 确定疲劳寿命的方法 34
第3章 金属材料的疲劳性能 36
3.1 金属材料试验测试 36
3.1.1 试件制作 36
3.1.2 试验设备 37
3.1.3 试验方法和程序 37
3.2 金属材料的拉伸特性 38
3.2.1 单向拉伸力学特性 38
3.2.2 循环拉伸力学特性 40
3.3 材料的疲劳强度 45
3.3.1 应力—寿命曲线 46
3.3.2 有限寿命区域的设计S—N曲线 52
3.3.3 应变—寿命曲线 53
3.4 影响结构疲劳寿命的主要因素 56
3.4.1 应力集中的影响 57
3.4.2 尺寸的影响 62
3.4.3 表面质量的影响 65
3.4.4 载荷的影响 67
3.4.5 焊接应力、腐蚀等对疲劳强度的影响 78
3.5 零件S—N曲线 79
3.6 循环和疲劳特性的估计UML 84
3.7 组合比例载荷 85
3.8 缺口分析 86
3.8.1 名义弹性特性 88
3.8.2 有效截面的名义总屈服应力 90
第4章 疲劳累积损伤理论 92
4.1 疲劳损伤机理 92
4.2 损伤的定义及疲劳累积损伤理论 93
4.3 Miner线性累积理论 94
4.4 非线性疲劳累积损伤理论 95
4.5 Manson-Halford双线性损伤累积法则 97
第5章 载荷谱与循环计数法 98
5.1 载荷谱 98
5.2 循环计数方法 100
5.2.1 单参数循环计数 100
5.2.2 双参数循环计数 101
第二部分 实例操作 104
第6章 【LMS Virtual.Lab】介绍 104
6.1 概述 104
6.2 【LMS Virtual.Lab Durability】介绍 104
6.3 第一次打开【LMS Virtual.Lab】 109
第7章 疲劳分析基本操作 112
7.1 计算分析和结果显示 112
7.2 疲劳分析结果后处理 119
7.2.1 热点探测 119
7.2.2 生成局部张量历程 121
7.2.3 导出局部张量历程 125
7.3 导入有限元计算结果及载荷 126
7.3.1 导入有限元计算结果文件和网格 126
7.3.2 简单载荷应用 129
7.4 载荷与有限元计算结果的匹配 131
7.4.1 背景 131
7.4.2 创建载荷与有限元计算工况的匹配 131
7.4.3 如何定义匹配 132
7.4.4 定义一个静态工况作为预应力工况 133
7.5 线性叠加计算 134
7.5.1 插入线性叠加计算工况 135
7.5.2 动画显示线性叠加结果 136
7.5.3 从线性叠加计算结果中寻找极值 137
第8章 转向节疲劳分析实例 140
8.1 网格分组 140
8.1.1 导入网格和有限元计算结果文件 140
8.1.2 定义单元组集（网格分组） 141
8.1.3 组群选择 143
8.2 载荷加载和可视化 144
8.3 耐久性分析—任务定义 148
8.4 组合分析 150
8.5 结果报告 154
8.6 成活率 155
第9章 焊缝疲劳分析实例 162
9.1 壳单元与壳单元连接 162
9.1.1 定义焊缝 163
9.1.2 施加载荷 163
9.1.3 创建载荷与有限元计算工况的匹配 165
9.1.4 建立焊缝疲劳分析工况 165
9.1.5 附加练习 167
9.2 壳单元与实体单元连接 169
9.2.1 焊缝探测 169
9.2.2 焊缝编辑 172
9.2.3 创建一个循环载荷工况 176
9.2.4 建立焊缝疲劳分析 176
9.3 实体单元与实体单元连接 178
9.3.1 完成焊缝文件的定义 183
9.3.2 焊缝疲劳计算 186
第10章 焊点疲劳分析实例 190
10.1 基于力的方法 190
10.2 基于应力的方法 193
10.2.1 导入模型文件 193
10.2.2 导入属性 193
10.2.3 探测焊点 194
10.2.4 焊点精细化模型 195
10.2.5 进行有限元计算 196
10.2.6 创建一个工况集 197
10.2.7 创建载荷集 198
10.2.8 创建载荷与有限元计算工况的匹配 199
10.2.9 建立焊点疲劳分析工况 199
第11章 基于瞬态计算结果的疲劳分析 201
11.1 基于伪瞬态结果的疲劳分析 201
11.1.1 导入伪瞬态计算结果 201
11.1.2 动画 203
11.1.3 计算分析 204
11.2 基于瞬态结果的疲劳分析 205
11.2.1 导入瞬态计算结果 205
11.2.2 计算分析 206
第12章 振动疲劳分析实例 208
12.1 谐波振动疲劳 208
12.1.1 施加载荷 208
12.1.2 定义正弦扫描波 211
12.1.3 设置参数进行疲劳分析 212
12.2 随机振动疲劳 214
12.2.1 导入有限元数据 214
12.2.2 施加载荷 215
12.2.3 定义振动载荷 217
12.2.4 设置疲劳分析工况 217
12.2.5 练习 219
第13章 系统级疲劳分析实例 222
第14章 应力梯度修正 230
第15章 热疲劳分析 241
15.1 导入FE数据 241
15.2 导入已定义好的组 242
15.3 导入时域载荷数据 244
15.4 关联Static Modes和时域载荷数据 246
15.5 进行标准的应力疲劳寿命分析 246
15.6 后处理 249
15.7 创建温度关联S—N曲线 251
15.8 进行温度600℃下的应力疲劳寿命分析 253
15.9 进行基于温度函数的应力疲劳损伤分析 256
15.10 进行基于温度场的应力疲劳寿命分析 258
参考文献 262