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结构疲劳寿命、可靠性可视化技术与虚拟疲劳设计
论文关键词:有限元软件;疲劳寿命;寿命可视化;可靠性可视化;ANSYS
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论文摘要:介绍了大型图形用户界面有限元软件、疲劳寿命预测模型、疲劳寿命可视化、可靠性可视化实现方法等结构疲劳寿命以及可靠性可视化技术。阐述了先进的基于“全场”疲劳寿命、可靠性可视化技术的产品虚拟疲劳设计思想。以有限元软件ANSYS为平台，自行开发了基于结构疲劳寿命、可靠性可视化技术的外部模块，并采用该模块对某战斗机起落架框进行了“全场”疲劳寿命、可靠性可视化分析。
疲劳与可靠性是产品设计过程中需要考虑的重要环节。目前，基于产品结构可视化技术的虚拟设计思想，已成为现代产品设计与优化的潮流。工程师利用计算机，能够在无需产品样机的前提下即可通过CAE工程分析软件在虚拟环境中快速、全面、有效地获得“虚拟样机”的相关性能，如产品结构的应力分布、疲劳寿命和可靠性等。然后在此基础上，对“虚拟样机”进行“全场”的寿命分析与优化，进行所谓的“一次就对”的设计，可大大避免设计的盲目性，缩短产品开发周期，降低成本。
1、结构疲劳寿命、可靠性可视化技术
1.1结构寿命、可靠性可视化开发平台—图形用户界面有限元软件
随着有限元法及数值模拟技术在工程中的广泛应用，目前，国际上出现了一批著名的图形用户界面有限元软件，像ANSYS,NASTRAN等。这些软件将有限元分析、计算机图形学和优化技术紧密结合，已成为解决现代工程问题必不可少的工具，且具有如下共同特点：