ANSA环境中的NASTRAN疲劳分析模型构建与优化

引言

在现代的工程分析中，疲劳分析扮演着极其关键的角色，尤其是对于诸如汽车车身构件等反复受载的结构。利用ANSO（一个高级的CAD/CAM/CAE解决方案）环境与NASTRAN（ANSYS所特有的求解器），能够高效地建立复杂的疲劳分析模型，对产品的耐用性进行精确评估。本文将详细介绍在一个ANSO环境中构建疲劳分析模型的完整步骤，涵盖从构建静态分析模型到疲劳特性的定义、疲劳分析参数的设定以及最终结果的解读。

建立静态分析模型

在实施疲劳分析之前，首先需要利用ANSO构建出目标结构的详细静态分析模型。以汽车车身中的避震塔为例，通过精确的3D几何建模确保模型与实物的高度一致性。后期加载的三种载荷匹配实际车辆在不同路况下的受力情况，确保分析结果的适用性和全面性。

定义循环材料特性




材料特性是疲劳分析中的核心因素，通过静态分析所得到的应力和应变提供重要的输入数据。首先，根据材料的实测数据或标准数据定义其循环特性，ANSA提供了一系列工具来自动或手动输入材料的MohrCoulomb或Plane Strain等特征量，以准确描述材料在循环载荷下的行为。

定义关键面的物理疲劳特性

针对避震塔的重要连接界面，需要详细定义其疲劳特性，包括疲劳寿命、断裂强度等关键参数。这一步骤通过限定感兴趣的分析目标，有助于聚焦分析的重点区域，有效控制分析复杂度和资源消耗。

定义静态载荷的循环变量

在疲劳分析中，载荷的循环描述是非常复杂且关键的部分。对于图示位置分别施加的三种载荷类型，定义各自的循环变量，涉及载荷的幅度、频率、持续时间等多个参数。准确的循环变量定义对于后续疲劳分析的精度至关重要。

创建头文件

在NASTRAN设置中，创建头文件是联系静态分析与疲劳分析的桥梁。头文件定义了载荷模式、材料属性、几何边界条件等信息，为后续的疲劳分析提供详细参数。这个阶段需要综合考虑之前的所有决策，确保分析设定的一致性和完整性。

在META中查看疲劳分析结果

分析的最终阶段是对结果的解读与验证。利用ANSO的META功能对疲劳分析结果进行查看和评价。通过图表、表格等形式呈现应力分布、疲劳寿命预测等关键信息，根据结果反馈进行必要的设计优化或进一步的分析验证。