UM软件入门系列教程05：疲劳耐久性仿真-pub
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虚拟疲劳分析软件DesignLife应用案例
虚拟疲劳分析软件DesignLife应用案例作者：英国nCode国际有限公司林晓斌传统的汽车整车和零部件开发通常都通过产品在试验室中的台架耐久性试验，或试车场道路试验，以验证产品是否满足其设计目标，这一过程周期很长，成本很高，发现问题较晚。
在当今的产品开发中，汽车企业越来越多地应用虚拟模拟分析技术，在实物样机出来之前就对其进行疲劳耐久性预测，在设计的早期消除不合格的设计，并通过设计比较，挑选出好的设计。
实践证明，进行虚拟寿命分析，能大大加快产品的开发，减少试验的工作量，节省成本。
新一代CAE疲劳分析软件ICE-flow DesignLife是nCode公司的旗舰产品之一。
它不仅继承了已经在工程上得到广泛应用的FE-Fatigue的功能特点，而且在软件的使用方便性方面也有了极大的改进。
本文首先介绍虚拟寿命分析的一般步骤，然后将重点介绍在汽车零部件疲劳分析中应用DesignLife的几个案例，以帮助读者深入了解并把握虚拟疲劳分析中的一些要点和难点。
典型步骤疲劳分析是一项较为复杂的工作，通常需要分析者对所分析的问题，以及需要从分析中获得什么样的结果有一个深刻的理解。
通常所说的虚拟疲劳分析，指的是基于有限元分析结果的疲劳分析，就是将有限元分析结果，通常是应力应变结果，作为疲劳分析的一个主要输入。
通过一个疲劳分析模型，计算出零部件或结构表面的疲劳寿命分布，以帮助判断设计寿命是否达到，或进行寿命优化设计。
步骤如下：1. 选择一个合适的疲劳分析模型汽车疲劳分析中常用的分析模型有局部应力法、局部应变法、焊点疲劳分析法和焊缝疲劳分析法，另外还有较为复杂的Dang Van多轴安全因子法、振动疲劳分析和高温疲劳分析等。
不同的分析方法需要不同的有限元分析结果和材料性能输入。
2. 准备有限元分析结果一旦疲劳分析模型已经选择，那么需要什么有限元分析结果也将明确。
比如，局部应力或应变法通常需要应力结果，而焊点分析法则需要焊点单元的力和力矩。
UM软件入门系列教程03：自动控制系统仿真-pub
目录1．UM CONTROL模块 (1)1.1M ATLAB I MPORT工具 (1)1.2C O S IMULATION工具 (1)2．模型简介 (2)2.1倒立摆 (2)2.1.1模型简介 (2)2.1.2准备UM模型 (3)2.2直流电机 (4)2.2.1模型简介 (4)2.2.2机械系统 (6)2.2.3电路系统 (7)2.3限制条件 (7)3．使用MATLAB IMPORT工具 (8)3.1工作流程 (8)3.2倒立摆 (9)3.2.1从Matlab/Simulink输出模型 (9)3.2.2将DLL文件导入UM (12)3.2.3运动仿真 (17)3.3直流电机 (19)3.3.1Matlab/Simulink模型 (19)3.3.2从Matlab/Simulink输出模型 (21)3.3.3将DLL文件导入UM (22)3.3.4运动仿真 (25)4．使用COSIMULATION工具 (27)4.1工作流程 (27)4.2倒立摆 (28)4.2.1准备Matlab/Simulink模型 (29)4.2.2输出UM模型 (30)4.2.3连接UM模型和Matlab/Simulink模型 (35)4.2.4运动仿真 (36)4.3直流电机 (38)4.3.1准备Matlab/Simulink模型 (38)4.3.2输出UM模型 (38)4.3.3连接UM模型和Matlab/Simulink模型 (42)4.3.4运动仿真 (43)1．UM Control模块UM提供了多个工具实现机械系统与控制系统的联合仿真，其中与Matlab/Simulink相关的有两个。
1.1Matlab Import工具先在Matlab/Simulink中建立控制系统模型，并编译输出动态链接库（DLL 文件），然后通过UM的外部库向导Wizard of external libraries导入UM，在UM里进行计算。
疲劳仿真方法
疲劳仿真方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：疲劳是一种常见的生理现象，长时间的工作、学习或运动会导致身体感到疲倦和虚弱。
在现代社会，疲劳已经成为一个普遍的问题，影响了许多人的生活质量和工作效率。
为了更好地理解和应对疲劳，研究人员开发了各种仿真方法来模拟和分析疲劳的产生和发展过程。
疲劳仿真方法是一种通过模拟和计算来预测和评估疲劳对人体或物体的影响的技术手段。
通过疲劳仿真方法，研究人员可以更好地理解疲劳的机制，找出疲劳的影响因素，并提出相应的应对措施。
在工程领域，疲劳仿真方法可以用来评估材料和结构的疲劳寿命，提高产品的可靠性和安全性。
在医学领域，疲劳仿真方法可以用来研究疾病导致的疲劳机制，制定相应的治疗方案。
目前，常用的疲劳仿真方法包括生理仿真法、心理仿真法和运动仿真法。
生理仿真法是通过模拟和计算身体各个器官的活动来评估人体的疲劳水平。
心理仿真法是通过模拟和计算人的心理活动来评估人的疲劳水平。
运动仿真法是通过模拟和计算人的运动活动来评估人的疲劳水平。
这些方法可以单独使用，也可以结合使用，以更全面地评估和分析疲劳对人体或物体的影响。
第二篇示例：疲劳仿真方法是一种通过数值模拟和分析，预测工程材料或结构在长时间受载情况下疲劳破坏行为的技术。
疲劳是材料或结构在交变加载下逐渐发生的累积性损伤，会导致材料或结构的失效。
对于许多工程应用来说，疲劳分析非常重要，以确保产品的可靠性和安全性。
疲劳仿真方法通常通过建立合适的数学模型和进行复杂的有限元分析来实现。
这些方法可以帮助工程师更好地了解材料或结构在疲劳载荷作用下的行为，找出潜在的疲劳问题并提出改进方案。
以下将介绍几种常见的疲劳仿真方法。
1. 塑性疲劳分析方法塑性疲劳是在材料或结构经历高强度交变载荷作用下，同时发生疲劳和塑性变形的一种破坏模式。
对于塑性疲劳分析，通常采用循环本构模型和塑性应力应变理论来描述材料的变形行为，结合有限元分析来评估材料或结构的疲劳寿命。
疲劳仿真方法
疲劳仿真方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：疲劳仿真方法是一种通过数值模拟和分析来评估材料或结构在长期加载下的疲劳性能的技术。
随着现代工程领域对材料疲劳性能要求的不断提高，疲劳仿真方法在工程设计和材料研究中的应用越来越广泛。
疲劳是材料或结构在受到周期性加载时逐渐发生的破坏，它主要是由于材料内部微观缺陷的积累引起的。
传统的试验方法要求耗费大量时间和资源，而且在模拟真实工况下的疲劳过程是非常困难的。
疲劳仿真方法通过建立数学模型，利用计算机软件进行数值模拟，不仅可以节约时间和成本，还可以更准确地预测材料的疲劳寿命。
在疲劳仿真的过程中，首先需要建立相应的疲劳寿命准则，这是评价材料疲劳性能的基础。
常用的准则包括史密斯-沃格特曼准则、巴斯克文特准则、曼德尔教授准则等。
根据不同的材料和加载条件，选择适合的疲劳准则对于准确评估疲劳性能至关重要。
需要建立材料的力学模型，包括材料的本构关系和疲劳损伤模型。
本构关系描述了材料的力学性能，可以通过试验数据拟合得到。
疲劳损伤模型则描述了材料在疲劳加载下的损伤演化规律，是疲劳仿真分析的关键。
在建立好材料力学模型之后，就可以通过有限元分析软件进行仿真分析。
有限元分析是一种数学方法，将复杂的结构分割成有限数量的单元，通过求解各个单元之间的关系得到整个结构的应力和位移分布。
疲劳仿真可以模拟不同的加载方式和加载次数，通过分析材料的应力和应变分布，预测材料的疲劳寿命。
在疲劳寿命预测的过程中，需要考虑到多种影响因素，如应力幅值、载荷频率、循环次数、温度等。
这些因素对材料的疲劳性能有着重要的影响，必须进行全面的综合考虑。
通过疲劳仿真分析，可以有效地评估不同材料在不同加载条件下的疲劳性能，为工程设计提供可靠的支持。
疲劳仿真方法在航空航天、汽车工业、机械制造等领域都有着重要的应用。
在航空航天领域，飞行器的结构在飞行中受到不断变化的风载荷和振动，需要进行疲劳寿命分析以确保飞行安全。
而在汽车工业中，发动机和车身部件也需要进行疲劳仿真分析以提高产品的可靠性和耐久性。
nCode培训_基于有限元的虚拟疲劳寿命预测
设计
机械样机
耐久分析 概念
概念
调整 机械样机
开发周期
工程样机 试验
有限元疲劳分析的作用
疲劳寿命分布图
© nCode 2005 Slide 3
Slide 6
1
疲劳寿命分布图
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疲劳寿命分布图
Slide 8
分析优化
Slide 9
疲劳耐久设计过程
Slide 10
Design Process Durability
Slide 16
有限元疲劳分析输入
Slide 14
有限元疲劳寿命分析过程
• 根据载荷用有限元计算应力应 变响应，需要哪一种响应取决 于所采用的疲劳计算方法
• 由于载荷信号通常为较长的时 域信号，所以通常使用一些简 化方法，节省应力应变响应计 算时间
• 对每个应力应变已知点使用疲 劳寿命模型进行疲劳寿命计 算，获取模型全场的寿命分布
• Time consuming • Enable non-linear dynamic problems
to be solve
• 输入载荷为时间的函数 • 输入材料常数E, ν • 有限元分析为直接瞬态法， • 输出结果为应力/应变的时间函数
这一方法计算量往往惊人，这给实际应用带来了一定的困难
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Slide 15
© nCode 2005 Slide 17
载荷输入
• 等幅载荷 • 变幅载荷
Slide 18
3
怎样获取载荷？
• 实测- using wheel force transducers, load cells and strain measurements from instrumented prototype
IUV仿真软件实训指导书
《LTE实训》课程实训指导书2020年10月19日目录一、总体要求二、实训项目实训一：网络拓扑规划实训二：无线接入网容量规划实训三：核心网容量规划实训四：无线侧设备配置实训五：BBU数据配置实训六：无线射频数据配置实训七：核心网设备配置实训八：MME数据配置实训九：SGW数据配置实训十：PGW数据配置实训十一：HSS数据配置实训十二：实验室模式联调一、总体要求1、课程实训目的1) 具备在单、双平面完成LTE网络拓扑连线的能力；2) 具备完成大型城市无线接入网的容量覆盖估算的能力（以运营商万绿市为具体例）3) 具备完成大型城市核心网MME、SGW、PGW这类核心网元容量规划的能力；4) 具备配置大型城市无线侧机房的设备的能力；5) 具备配置大型城市无线无线接入网的BBU数据配置的能力；6) 具备完成大型城市无线接入网的无线射频、小区和邻区数据配置的能力；7) 具备完成大型城市核心网机房的设备配置的能力；8) 具备完成大型城市核心网的MME数据配置的能力；9) 具备完成大型城市核心网的SGW数据配置的能力；10)具备完成大型城市核心网的PGW数据配置的能力；11)具备完成大型城市核心网的HSS数据配置的能力；12)具备完成LTE网络故障排除，实现在实验室环境下拨测成功以及切换成功的能力；13)具备撰写实验、实训报告的能力。
2、课程实训项目统计与学时分配3、课程实训资源1）配套教材：《IUV-4G移动通信技术》实训指导书，作者陈佳莹张溪林磊2）实训场地及条件：实训设备或平台：中兴IUV-4G 仿真平台4、课程考核方法参考实训课程教学大纲编写。
二、实训项目实训一：网络拓扑规划1、实训目的与要求1)掌握LTE核心网的各个主要网元；2)具备在单、双平面完成LTE网络拓扑连线的能力；3)理解配置双平面的作用；4)网络的拓扑结构与网络连线、站点数量和物理位置变化的关系2、实训内容1)单平面网络拓扑连线；2)双平面网络拓扑连线；3、实训准备（1）实训环境准备硬件：（含耗材）能够运行IUV-4G网络平台的台式机软件：中兴IUV-4G 仿真平台资料：4G LTE全网竞技系统操作视频教程（2）相关知识要点1.LTE核心网各个网元：MME、SGW、PGW、HSS与交换机；2.LTE网络拓扑结构。
FEMFAT疲劳分析教程
创建阶梯载荷谱
来指定。
定义载荷谱的实例（2个不同的阶段）： 阶段1，-200N至400N，循环103次 阶段2，-100N至200N，循环104次 则对应载荷：
载荷 1 2 幅值 [N/mm2] 300 150 平均应力 [N/mm2] 100 50
单位应力100 N/mm2，表格中输入如下:
No. 1 2 N (-) 1,000 10,000 F_A (-) 3.0 1.5 F_M (-) 1.0 0.5
2013
Author: ECS China Team
© ECS / Disclosure or duplication without consent is prohibited
6
Material data材料数据
材料数据 有数种方法为FEMFAT提供分析所需的材料数据： • 在材料数据库中有绝大部分分析所需的材料。 • 对于特殊材料，如果数据不足，或者现有材料中 的数据需要稍作修改，推荐使用material generator。 • 显示的材料数据可以手动输入。
可锻钢质和铝质材料表面处理影响
方法 渗氮法 渗氮深度 0.1至0.4 mm 表面硬度 700至1000 HV 10 渗氮法 渗氮深度 0.1至0.4 mm 表面硬度 700至1000 HV 10 渗碳法 渗碳深度0.2至0.8 mm 表面硬度670至750 HV 渗碳法 渗碳深度0.2至0.8 mm 表面硬度670至750 HV 碳氮共渗 淬硬深度 0.2 to 0.4 mm 最小表面硬度 670 HV 10 无凹槽 有凹槽 无凹槽 有凹痕 无凹槽 试样 类型 化学-热处理法 直径 [mm] 8 - 15 30 - 40 8 - 15 30 - 40 8 - 15 影响系数 (KV)* 1.15 - 1.25 1.10 - 1.15 1.90 - 3.00 1.30 - 2.00 1.20 - 2.00
来指定。
定义载荷谱的实例（2个不同的阶段）： 阶段1，-200N至400N，循环103次 阶段2，-100N至200N，循环104次 则对应载荷：
载荷 1 2 幅值 [N/mm2] 300 150 平均应力 [N/mm2] 100 50
单位应力100 N/mm2，表格中输入如下:
No. 1 2 N (-) 1,000 10,000 F_A (-) 3.0 1.5 F_M (-) 1.0 0.5
2013
Author: ECS China Team
© ECS / Disclosure or duplication without consent is prohibited
6
Material data材料数据
材料数据 有数种方法为FEMFAT提供分析所需的材料数据： • 在材料数据库中有绝大部分分析所需的材料。 • 对于特殊材料，如果数据不足，或者现有材料中 的数据需要稍作修改，推荐使用material generator。 • 显示的材料数据可以手动输入。
可锻钢质和铝质材料表面处理影响
方法 渗氮法 渗氮深度 0.1至0.4 mm 表面硬度 700至1000 HV 10 渗氮法 渗氮深度 0.1至0.4 mm 表面硬度 700至1000 HV 10 渗碳法 渗碳深度0.2至0.8 mm 表面硬度670至750 HV 渗碳法 渗碳深度0.2至0.8 mm 表面硬度670至750 HV 碳氮共渗 淬硬深度 0.2 to 0.4 mm 最小表面硬度 670 HV 10 无凹槽 有凹槽 无凹槽 有凹痕 无凹槽 试样 类型 化学-热处理法 直径 [mm] 8 - 15 30 - 40 8 - 15 30 - 40 8 - 15 影响系数 (KV)* 1.15 - 1.25 1.10 - 1.15 1.90 - 3.00 1.30 - 2.00 1.20 - 2.00
ncode疲劳仿真操作流程
ncode疲劳仿真操作流程ENGLISH ANSWER.Introduction.Fatigue analysis is a critical aspect of engineering design, as it helps ensure the safety and durability of structures and components. nCode Fatigue is a powerful software tool that enables engineers to perform comprehensive fatigue simulations, taking into account various loading conditions, material properties, and environmental factors. This article provides a step-by-step guide to the nCode Fatigue simulation workflow, outlining the key steps involved in setting up, running, and analyzing fatigue simulations.Step 1: Model Setup.1. Import Geometry: Import the CAD geometry of the component or structure to be analyzed. nCode Fatiguesupports various CAD formats, including STEP, IGES, and Parasolid.2. Define Material Properties: Specify the material properties relevant to fatigue analysis, such as Young's modulus, Poisson's ratio, and fatigue strength coefficients.3. Create Load Cases: Define the loading conditionsthat the component will experience during its service life. Load cases can include static, dynamic, and environmental loads.4. Mesh the Model: Generate a mesh of the model using finite element analysis (FEA) techniques. The mesh density and element type should be carefully chosen to ensure accurate results.Step 2: Simulation Setup.1. Select Fatigue Criteria: Choose the fatigue criteria to be used in the simulation, such as the Goodman, Soderberg, or SWT criteria.2. Define Stress Concentration Factors: Identify any stress concentration areas in the model and apply appropriate stress concentration factors to account for their effects on fatigue life.3. Set Simulation Parameters: Specify the simulation parameters, including the number of cycles, time step, and convergence criteria.Step 3: Simulation Execution.1. Run the Simulation: Start the fatigue simulation and monitor its progress. nCode Fatigue utilizes advanced numerical algorithms to solve the fatigue equations and calculate fatigue damage accumulation.2. Monitor Results: Observe the simulation results in real-time, including the distribution of fatigue damage, stress, and strain.Step 4: Post-Processing.1. Analyze Fatigue Damage: Review the fatigue damage results and identify critical areas of the model that are prone to failure.2. Plot Damage Contours: Generate contour plots to visualize the distribution of fatigue damage throughout the model.3. Create Fatigue Life Estimates: Use the simulation results to estimate the fatigue life of the component under different loading conditions.Conclusion.By following these steps, engineers can leverage nCode Fatigue to perform comprehensive fatigue simulations, providing valuable insights into the fatigue behavior of their designs. This enables them to optimize designs for improved durability and safety, ensuring the reliability of their products in real-world applications.CHINESE ANSWER.简介。
欧倍尔 万能强力机虚拟仿真实验软件操作说明书
万能强力机虚拟仿真实验软件操作说明书欧倍尔北京欧倍尔软件技术开发有限公司2021年12月目录第一章软件使用介绍 (2)1.1 软件启动界面 (2)1.2软件操作 (2)1.3界面 (3)1.3.1软件界面模块 (3)1.4评分文件介绍 (3)1.4.1软件管理模块 (3)1.5基本操作 (3)第二章虚拟仿真实训操作说明 (4)1. 实验预习 (4)2. 实验标准 (6)3. 仿真学习 (7)3.1复合材料拉伸性能 (7)3.2 复合材料弯曲性能 (19)3.3织物拉伸性能 (27)3.4 纱线拉伸性能 (39)地址：北京海淀区清河永泰园甲1号建金商厦515-516室邮编：100085第一章软件使用介绍1.1 软件启动界面完成安装后就可以运行虚拟仿真软件了，双击桌面快捷方式，在弹出的启动窗口（图-1）中选择“”，培训项目列表显示“开始实验”、选择“开始实验”然后鼠标左键点击“启动”按钮。
图-11.2软件操作启动软件后，出现仿真软件加载页面，软件加载完成后进入仿真实验操作界面，在该界面可实现虚拟仿软件的所有操作。
地址：北京海淀区清河永泰园甲1号建金商厦515-516室邮编：1000851.3界面1.3.1软件界面模块图-21.4评分文件介绍1.4.1软件管理模块包含软件开始，暂停，终止按钮。
系统，变量，快门，模型速率。
1.5基本操作❖角度控制：W--前进、S--后退、A--向左、D--向右；❖鼠标右键--选择操作地址：北京海淀区清河永泰园甲1号建金商厦515-516室邮编：100085第二章虚拟仿真实训操作说明1.实验预习在实验预习模块可以分别对复合材料拉伸性能、复合材料弯曲性能、织物拉伸性能、纱线拉伸性能进行实验目的、实验原理、实验方法和参数设计的填写。
【S1.1】实验目，在右侧空白处填写实验目的。
【S1.2】实验原理，在右侧空白处填写实验原理。
地址：北京海淀区清河永泰园甲1号建金商厦515-516室邮编：100085【S1.3】实验方法，在右侧空白处填写实验方法。
UM VBI 铁路车桥相互作用计算方法
UM VBI 铁路车桥相互作用计算方法本文内容源自UM软件用户手册第21章，因译者学识和水平有限，难免有错误之处，恳请读者批评指正。
模块简介UM Vehicle-Bridge Interaction（以下简称VBI）模块用于建立铁路车辆或列车与柔性桥梁的动态相互作用模型（国内学者多采用术语“车桥耦合”，笔者认为“车桥相互作用”更为恰当），并完成动力学时域仿真计算及后处理工作。
UM VBI模块需要用到UM Loco（建立铁路车辆或列车编组多体模型）和UM FEM（导入外部柔性体和刚柔耦合计算）模块。
铁路车辆建模和仿真的基本方法在用户手册第8章有详细介绍。
UM软件采用基于固定界面的Craig-Bampton模态综合法（注意：不是模态叠加法），将桥梁模型从有限元软件导入，一座完整的桥梁表现为多个柔性子系统的组装。
目前，支持的有限元软件有ANSYS、ABAQUS、MSC NASTRAN 和NX NASTRAN，相应接口的详细介绍请见用户手册第11章。
这里我们着重介绍铁路车桥相互作用动力学仿真技术。
UM VBI研究的对象既可以是车辆，也可以是桥梁。
对于桥梁来说，可以研究列车通过引起的桥梁共振问题，列车安全运营的速度和轴重限值，对比和优化桥梁设计方案等。
特别是对于高速列车，共振问题尤其值得研究，桥面的剧烈振动容易导致轮轨分离和轨道结构的破坏，进而引发安全事故。
通过车桥相互作用动力计算，可以直接获得桥梁各节点的动应力和动应变时程数据，根据这些数据可进一步进行桥梁疲劳耐久性分析（UM Durability模块）。
车速、轴重和轨道不平顺等因素决定了应力载荷水平，影响桥梁的疲劳寿命。
对于车辆来说，考虑桥梁的柔性因素（垂向和横向），其安全性、平稳性和乘坐舒适性等指标都会有变化，且理论上更接近于实际的情况。
早期的铁路桥梁动力学分析一般基于简化的车桥作用模型。
其中，比较常用的手段是在有限元软件中将运动的列车简化为一组移动荷载，施加于静置的桥梁。
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目录1．模块功能简介 (1)2．柔性平台模型 (3)2.1模型简介 (3)2.2工作流程 (3)2.3动力学计算 (4)2.4应力载荷谱分析 (8)2.4.1载荷工况描述 (9)2.4.2初始化Sensor节点组 (15)2.4.3设置应力载荷谱评估参数 (17)2.4.4保存项目 (18)2.4.5计算应力载荷时程 (19)2.4.6应力载荷时程分析结果 (20)2.5疲劳耐久性分析 (25)2.5.1设置疲劳耐久性分析方法 (25)2.5.2选择控制区域 (27)2.5.3疲劳耐久性分析 (35)2.5.4结果分析 (35)1．模块功能简介UM Durability模块是专业的疲劳耐久性CAE分析工具，它基于UM FEM 刚柔耦合动力学计算的结果进行应力载荷谱分析和疲劳寿命预测。
其中，柔性体通过外部有限元软件导入（目前支持ANSYS和MSC.NASTRAN），刚柔耦合系统的动力学计算和疲劳后处理都在UM软件里完成。
首先，采用模态综合法将构件的柔性特性（包括模态振型和应力张量）从有限元软件导入UM，构成所需的刚柔耦合动力系统。
其次，在UM里设置好一个或多个仿真工况，计算得到一系列有限元节点的应力时程数据。
最后，根据材料的疲劳强度特性进行疲劳寿命预测。
疲劳耐久性分析有如下三个关键输入：⚫应力载荷数据：节点应力时程；⚫材料数据：材料在不同应力水平的循环载荷作用下的反应；⚫疲劳耐久性分析方法。
由于从有限元软件导入UM的柔性体模型包含完整的单元和节点信息，根据模态综合法理论可以直接求得节点在任意时刻的位移和应力。
只要选取足够的、合理的有限阶模态，就能快速地获得比较精确的响应。
在计算柔性体的弹性变形时采用模态叠加的方法，即可以通过一组模态振型的线性组合得到最终结果。
显然，只需要乘以适当的系数，就能将这种方法拓展到应力的计算。
这种系数，又称模态坐标，可以用来表征柔性体的瞬时应力状态。
试想，在动力学计算的每一步，对每一个有限元节点都执行模态叠加计算，那么就可以获得整个时间历程上的节点位移和应力曲线。
使用UM FEM模块进行动力学计算时可以自动保存所有的模态坐标时程。
UM Durability利用模态坐标时程数据和完整的节点信息（模态文件），可以快速获得每个节点的应力时程。
然后，采用雨流计数法统计应力循环次数，最后根据S-N曲线等方法评估寿命。
仿真流程如图 1.1所示。
图1.1 仿真流程2．柔性平台模型教程《UM软件入门教程：刚柔耦合动力学仿真》详细介绍了使用UM软件建立刚柔耦合系统模型的基本方法和步骤，这里不再赘述。
请读者从本地目录找到本例疲劳耐久性分析的动力学模型{UM Data}\ SAMPLES\Durability\Vibrostand。
备注：本例中的有限元模型与前述刚柔耦合分析模型略有不同，由于网格尺寸不同，因此单元和节点数目不同，而且在提取模态时，增加了应力选项。
2.1模型简介研究对象是一个置放电机的柔性平台，如图 2.1所示。
研究目标是柔性平台的应力、应力幅和疲劳寿命。
柔性平台模型包含4749个节点，4544个壳单元，在有限元软件里选取4个界面节点，提取24阶静模态和10阶固有模态，经正则转换剔除6阶刚体模态后，得到28阶自由模态，导入UM软件中，通过弹簧和阻尼器力元将平台与地面、平台与电机连接起来。
图2.1 电机-柔性平台模型2.2工作流程由图 1.1所知，我们需要利用准备好的刚柔耦合模型进行多个工况的动力学仿真计算，并储存相应数据用于之后的应力载荷谱分析和疲劳寿命预测。
2.3动力学计算运行UM Simulation仿真程序，加载{UM Data}\SAMPLES\Durability\ Vibrostand模型。
备注：如果模型不能正常打开，请尝试从{UM Data}\SAMPLES\Flex\Vibrostand 目录下复制input.dat文件至{UM Data}\SAMPLES\Durability\Vibrostand目录，替换原有文件。
该模型已经定义好了电机工作的三个状态：加速、稳定工作和制动，电机转子角速度时程曲线如图 2.2所示，工况参数见表2-1错误!未找到引用源。
图2.2 转子角速度表2-1 模型参数下面，我们进行一个指定工况的动力学计算。
1.选择菜单File | Load configuration，读取已经配置好的工况参数文件Vibrostand-configuration.icf。
2.点击，打开仿真控制界面。
3.在Solver页面，勾选Computation of Jacobian。
图2.34.切换到Identifiers页面，从List of identifiers下拉菜单中选择Electricmotor电机子系统，按图2.5检查参数值，如不同，请修改。
图2.4图2.55.选择页面FEM subsystems | Simulation | Options，勾选Store values ofmodal coordinates，并设置保存类型为File，缺省以柔性子系统的名字命名并存放于模型目录，如图 2.6所示。
图2.66.在FEM subsystems | Simulation | Damping页面，设置结构阻尼，如图2.7所示。
图2.77.切换到Solver页面，点击Integration，执行计算，计算过程中会自动生成两个文件（Platform.imc和Platform.tmc），并存放于模型目录。
8.待计算完毕，点击确定| Interrupt，当提示是否覆盖原有模态坐标文件时，选择是(Y)。
图2.89.最后，点击Close，关闭仿真控制界面。
备注：请勿关闭模型，否则进行疲劳耐久性分析时需要手动指定柔性体文件。
2.4应力载荷谱分析选择主菜单Tools | Durability wizard，打开应力载荷谱和疲劳耐久性分析向导界面，如图 2.9所示。
图2.92.4.1载荷工况描述加载模态坐标时程本例电机的三种工作状态，可以从先前的一次仿真结果中提取出来。
1.定位到Stress loading analysis | Source data | Loading regimes页面。
2.点击按钮，加载模型目录下的柔性平台模态坐标时程头文件Platform.tmc，并重复两次操作，结果如图2.11所示。
图2.10图2.11设置工况区间在当前页面，点击右键，选择Load values from file，可以从已有文件读取工况名称（位于模型下的LoadCasesCaptions.lcc），也可以在Caption一列的单元格中直接修改。
图2.12模型可视化只要成功加载了一个模态坐标时程数据，就可以在Stress loading analysis | Source data | Object页面查看柔性体模型及相关数据，可设置如图2.13显示（Full模式，不显示所有节点）。
图2.13绘制时程曲线我们以第3773号和259号节点为例绘制其等效应力时程曲线，如图 2.15所示。
1.切换到Stress loading analysis | Source data | Realization页面。
2.在左侧选择Unsigned von Mises by principle stresses选项。
3.在右侧Sensor number处输入3773，点击Calculate（或敲回车键）。
4.打开一个绘图窗口，拖动图标至绘图窗口然后放开，随即显示了节点3773的Mises等效应力时程曲线。
5.用同样的方法，在同一个绘图窗口中显示节点259的Mises等效应力时程曲线。
图2.14图2.15从图 2.15可以清楚地看出，柔性平台节点的应力时程与先前定义的电机工作工况一致，开机0.5s，加速过程2s，稳定工作3s，制动过程4s。
定义工况的时间区间切换到Stress loading analysis | Source data | Limits页面，通过右键菜单Load values from file选择三个工况的时间区间配置文件Time intervals.int(位于模型目录)，也可以在每个单元格手动输入数值，最终如图 2.18所示。
图2.16图2.17图2.182.4.2初始化Sensor节点组本例模型的有限元单元数目并不算多，因此可选取所有的节点来进行应力载荷谱分析（全部作为Sensor）。
1.定位到Stress loading analysis | Sensor groups页面，缺省选取了所有的有限元节点，如图 2.19所示。
图2.192.选中All FEM nodes，点右键，选择Group properties（或直接双击AllFEM nodes），弹出Sensor节点组属性窗口。
3.在Node list页面，显示了所有的节点。
图2.204.在Stress combination页面，选择Unsigned von Mises by principlestresses。
图2.215.设置Stress time history evaluation algorithm为mean values fromfinite elements。
备注：通常情况一个有限元节点同时属于多个单元，因此这个选项决定其节点应力的计算方式。
6.点击OK，将以上设置应用于所有节点。
2.4.3设置应力载荷谱评估参数在Stress loading analysis | Settings页面，分别设置General和Additional 如图 2.22和图2.23所示。
图2.22图2.232.4.4保存项目点击按钮将分析项目保存在当前模型目录。
图2.242.4.5计算应力载荷时程1.定位到Stress loading analysis | Calculation页面。
2.点击Calculate，开始计算。
点击按钮可以显示所有的工况进度，整个计算过程大约持续5-10分钟。
3.待计算完毕，点击确定。
图2.252.4.6应力载荷时程分析结果1.定位到Stress loading analysis | Results | Sensor list页面。
2.在Load case列表选择Combined stressed block（缺省即是）。
3.点击Maximal amplitude (MPa)两次，使得节点以最大应力幅降序排列。
由图 2.26可见，节点258、3771、3772、3773和3770具有相对较大的应力幅。
图2.264.重复以上三步，依次找到三个工况的最大应力幅的主要节点。
Speeding up：258、3770、3771、3769、3772Stable work：258、542、3769、3768、3770Braking：258、3771、3772、3773、37705.定位到Stress loading analysis | Results | Visualization页面。