作者 | 孫一凡 仿真秀優秀講師
首發 | 仿真秀App
導讀：曾幾何時，美國空軍一架F15戰鬥機在模擬空戰時突然斷裂分成兩節，飛行員緊急彈射跳傘。如此驚魂事故發生後，美軍大面積停飛F15戰鬥機，事故調查結果顯示，該事故起因是戰機上的一根金屬縱梁發生疲勞損傷，進而發生脆性斷裂造成的。
吃瓜群眾不禁要問，難道是美國戰機去其他國家騷擾太頻繁，太累自殺了？
調侃歸調侃，相信機械相關專業的小夥伴們對金屬部件的疲勞損傷都不陌生，簡單來說，就是反覆變化的載荷在遠小於金屬斷裂損傷載荷的情況下，也會使金屬機械性能逐漸變弱並最終發生損傷斷裂。
標準定義是這樣的：金屬疲勞是指材料、零構件在循環應力或循環應變作用下，在一處或幾處逐漸產生局部永久性累積損傷，經一定循環次數後產生裂紋或突然發生完全斷裂的過程。
一、機械事故與金屬疲勞
實際上機械事故的發生，大多數都和金屬疲勞有關，設計精密嚴謹的飛機也不例外。1967年美軍剛剛出廠服役的F111戰機40天內連續三架失事，最後一架居然在低空飛行時左翼直接掉落，調查發現事故原因是製造過程中的疲勞初始裂紋造成的。
02年臺灣飛香港的「華航」 CI611航班波音747客機墜毀海面造成機上225人死亡，事故調查原因也指向艙體金屬部件的疲勞開裂。
二、疲勞計算現狀
航空領域的事故由於影響重大而備受關注，機車、汽車及機械設備領域因為部件疲勞損傷造成的意外事故更是數不勝數。作為全球技術頂尖的飛機設計製造公司，能不重視部件疲勞損傷問題嗎？
當然不會，事實上不但重視，而且是非常重視。但是疲勞損傷是相當詭異的一件事，金屬部件做一百次疲勞試驗，能出來99個結果，更別說結構更為複雜的複合材料，載荷工況複雜的航空部件了。因為疲勞損傷呈現的複雜性，所以現在的疲勞理論更多是基於試驗、測試及經驗積累發展而來。
隨著疲勞強度理論的發展，一般機械部件的疲勞損傷計算誤差基本能控制在合理範圍內，航天航空部件因為對重量的極度苛刻和空氣動力載荷的複雜影響，依然處於試驗為主計算輔助的階段。
部件疲勞計算，國內小公司一般是不涉及的（當然，強度計算也做的不多），大中型公司產品的設計製造過程，都是要提前對產品進行強度和疲勞計算，達到滿足質量要求和節約經濟成本的目的。產品涉及歐美的企業公司，都很重視設計仿真計算，畢竟歐美產品規範明明白白的寫在那呢，不符合規範的產品一旦出事廠家會被罰的傾家蕩產，產品設計規範一定程度上也起到了企業護身符的作用。
像我熟悉的風電行業，能向歐美大量出口風機整機企業目前還真沒有，更多的是向南美洲、非洲、中東等地區出口整機產品。既然是出口，當然要符合國際通行的歐美風電機組設計標準，該做的計算一個也不能少。風電整機行業，目前疲勞計算基本使用nCode軟體做計算，使用Fesafe的也有但是少一些，其他疲勞計算軟體很少有使用的，倒不是說其他軟體計算不準或者不好用，主要是為了和大家保持一致，這樣交流技術問題就能達到軟體操作設置的級別，一句話就能明白對方的意思。
三、nCode 疲勞計算實操
為了能讓大家更好的學習到nCode這款軟體的工程使用方法，給大家介紹一下《nCode疲勞計算實操及工程案例應用》這門課程，該課程主要是軟體基礎操作和工程實操使用技巧。其實，在實際工作中，對軟體的使用都是局限於很小的一部分，這部分弄通弄懂之後，後邊更多的是重複操作。但是不要小看這一部分操作技巧，有沒有做過實際工程項目的，簡單幾句聊天就能看出來，因為企業工程師絕不會像網絡上的案例一樣一步一步的設置軟體，都會使用一些簡單的小技巧節約時間簡化流程。
以下是我的課程安排
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課程可反覆觀看，隨時回放，可開具發票
本課程採用Ansys 2019R3 版本進行錄製，包括nCode軟體基礎操作，同時針對工程實際中經常用的高級功能進行了演示介紹。如：載荷譜的處理，DCY文件建立及使用方法，材料疲勞性能工程計算方法等等。課程最後幾節屬於流程介紹，本人實際工程中主要涉及應力疲勞，對相關計算方法比較了解。應變疲勞和焊縫疲勞接觸過簡單實際案例，其他案例流程屬於軟體流程操作，如涉及相關項目的計算，還需要學員自行學習更多專業背景知識。總之，全程乾貨講解，觸類旁通，對初學者及中高級軟體應用工程師都能有所幫助。
還有一個工程實際問題，就是材料的疲勞屬性問題。因為即使是相同的材料，處理加工工藝不同，其疲勞性能也是千差萬別。就像淬火工藝對鋼材性能的影響一樣，不同時間點的溫度差一點，最後的鋼材性能就不一樣。不同的是鋼材的強度性能可以通過實驗測得，材料的疲勞性能做試驗可就費了勁了，不僅單次試驗測試周期極其的長，而且要想得到完整疲勞曲線需要測試很多組數據才行。又找不到現成的材料數據使用，怎麼辦？
當然有辦法，使用工程方法計算出材料性能或者借鑑相似材料得到粗略性能都是可行方法。有這方面需求的小夥伴可以去看一下課程目錄，如何得到材料疲勞性能，如何得到及處理載荷數據，如何使用簡便方法做重複計算等等，我的這套精品課都給大家做了介紹。
四、nCode疲勞分析學習難嗎？
說到學習，想起了剛畢業找工作那會，去企業面試，總會被問「會用什麼軟體？有項目經驗嗎？做過什麼類型的項目？」，當時心裡總是萬馬奔騰！上學期間就老師讓做的一個項目，還能涉及多少個軟體？這還沒畢業呢能有什麼項目經驗？
畢業多年後，自己慢慢體會到項目實際經驗代表的綜合素質，體會到軟體學的多的學生所體現的背景意義，再去面試應屆生時禁不住也會問一句「會用啥？做過啥？」照著書會操作軟體，和實際項目用過軟體，三兩句話也就問清楚了，所以找工作的小夥伴們，技術人員面試別忽悠，二分鐘不到人家內心就開始嘲笑你了，自然不可能有後續通知，還是踏實本分的好。當然，和人力資源的可以盡情忽悠，反正她們也不懂。
那小夥伴們又說了，上學期間又得陪女朋友，又得和小夥伴們出去浪，還得完成老師們的各種學術任務要求，那有時間學習軟體操作和分析工程應用案例啊？你這個疲勞分析軟體啥玩意啊，難不難啊？時間都是擠得，工作後更得使勁擠才能有吃雞的時間。至於軟體難不難，只能回答3個字，真不難！甚至操作起來比強度計算軟體還容易呢，只要理解了計算方法原理，那簡直容易的不要不要的。
一拖一連，一拖一連，再一拖一連，導入點擊，完成！就是這麼簡單！不信看下圖。
在軟體右側找到相關模塊，如圖拖動有限元輸入模塊到工作區內。
分別拖動計算引擎模塊，載荷輸入模塊，結構顯示模塊進入工作區，並分別點擊模塊中相同顏色的小方塊進行數據連接。
右擊有限元輸入模塊，選擇有限元計算結果文件並導入。
點擊工具欄內的藍色三角按鈕「run」計算程序，等待完成！
一個簡單完整的疲勞計算流程就完成了，簡單的讓人不敢相信。當然，工程案例還需要更多的計算設置和軟體操作，這只是給大家展示疲勞計算的基本流程而已。
想要學習更多更專業的疲勞計算工程方法和流程，還是去仿真秀APP內看一下吧，畢竟學習這事越早越好。
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