課程大綱

一、培訓(xùn)目標(biāo)

掌握有限元分析（FEA）基本原理及Ansys Workbench操作流程。
熟練進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及非線性分析（如接觸、彈塑性）。
掌握疲勞與斷裂仿真方法（應(yīng)力/應(yīng)變疲勞、振動(dòng)疲勞、裂紋擴(kuò)展等）。
學(xué)習(xí)多物理場耦合（流-熱-固）及優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)（拓?fù)鋬?yōu)化、尺寸優(yōu)化）。
培養(yǎng)獨(dú)立解決工程問題的能力，如壓力容器、轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)、焊接結(jié)構(gòu)等。

二、核心模塊與課程內(nèi)容
模塊1：結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度分析

理論基礎(chǔ)：有限元控制方程、應(yīng)力/應(yīng)變關(guān)系、強(qiáng)度評(píng)估準(zhǔn)則（如Von Mises）。
實(shí)操技術(shù)：

高級(jí)建模（參數(shù)化、抽中面、梁-殼單元轉(zhuǎn)換）；
網(wǎng)格劃分（質(zhì)量評(píng)估、自適應(yīng)網(wǎng)格、子模型技術(shù)）；
載荷與約束（復(fù)雜載荷函數(shù)加載、遠(yuǎn)端位移原理）；
后處理（應(yīng)力集中消除、誤差分析）。

案例：懸臂梁靜力分析、過盈配合裝配體強(qiáng)度校核。

模塊2：非線性分析與穩(wěn)定性

非線性類型：材料非線性（彈塑性）、幾何非線性（大變形）、接觸非線性。
關(guān)鍵技術(shù)：

接觸設(shè)置（摩擦系數(shù)、間隙調(diào)整、綁定接觸）；
屈曲分析（線性/非線性屈曲、臨界載荷計(jì)算）；
子結(jié)構(gòu)與超單元技術(shù)（大型裝配體簡化）。

案例：法蘭螺栓預(yù)緊力分析、活塞機(jī)構(gòu)剛?cè)狁詈戏抡妗?/p>

模塊3：疲勞與斷裂仿真

疲勞理論：

高周/低周疲勞、S-N/P-S-N曲線、Miner累積損傷理論；
平均應(yīng)力修正（Goodman、Gerber）、臨界距離法（TCD）。

斷裂力學(xué)：

應(yīng)力強(qiáng)度因子、J積分、裂紋擴(kuò)展壽命預(yù)測；
內(nèi)聚力模型（界面開裂模擬）。

工具應(yīng)用：Ansys Fatigue Tool、nCode集成、自定義程序開發(fā)。
案例：階梯軸疲勞壽命評(píng)估、焊接節(jié)點(diǎn)熱機(jī)疲勞分析。

模塊4：多物理場耦合與優(yōu)化設(shè)計(jì)

耦合分析：流-熱-固耦合流程、邊界條件設(shè)置。
優(yōu)化技術(shù)：

拓?fù)鋬?yōu)化（目標(biāo)函數(shù)、制造約束）；
參數(shù)化優(yōu)化（敏感度分析、響應(yīng)面法）。

案例：藥筒輕量化設(shè)計(jì)、多通管道熱應(yīng)力優(yōu)化。

模塊5：工程專題與高級(jí)應(yīng)用

壓力容器：基于ASME標(biāo)準(zhǔn)的安定性分析、蠕變-疲勞交互作用。
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)：軸承剛度計(jì)算、臨界轉(zhuǎn)速分析。
振動(dòng)疲勞：隨機(jī)載荷譜生成、雨流計(jì)數(shù)法。

三、培訓(xùn)特色

理論+實(shí)操結(jié)合：每個(gè)模塊配套案例演練（如齒輪接觸分析、軸強(qiáng)度校核）。
創(chuàng)新技術(shù)：TCD程序解決尺寸效應(yīng)問題、熱機(jī)疲勞二次開發(fā)。
工程對(duì)標(biāo)：試驗(yàn)數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果對(duì)比（如疲勞試驗(yàn)驗(yàn)證）。