01 一个故事
去年某小家电企业就xx型号样机的热疲劳问题与我们进行技术沟通
原始样机在使用一定次数出现较明显的疲劳裂纹后,设计工程师按照常规思路进行了一定加强设计,但是出模测试疲劳寿命并没有得到有效提高
由于常规思路并未达到预期效果,因此甲方希望借助仿真工具找到问题的潜在原因并提供一定的解决方案,以将结构的疲劳寿命提高到指定水平
和教主实地了解产品的问题与测试环境后,前期根据产品特点进行了系列分析与对比,提出了一些能够有效改善局部热疲劳性能的方案
由于重新开模成本较高,因此甲方参照改进建议只是在原始结构上进行机加工,得到的初期试验结果确实达到了预期寿命要求
本以为一切进展顺利,结果按照满足寿命的结构特征重新开模测试,发现疲劳寿命仍然不尽人意
作为该项目的主要技术人员,产品寿命按照改进建议并未得到有效提升让我感到非常愧疚,但是该项目也让我认识到:仿真分析作为一种数值模拟手段,在解决实际问题时确实限制颇多,路漫漫其修远兮
02 实际问题
作为一名CAE工程师,其实经常遇到上述问题:设计工程师拿着出现问题的结构,希望找到结构失效的问题并寻求改进建议
然而很多时候,当我们饶有兴致地使用仿真工具对结构进行分析后,发现结构理论上不会在该位置发生失效,或者应力水平远低于许用应力
这个时候我们会反复检查有限元分析中的网格,连接关系,材料属性,边界条件,生怕自己漏掉了关键因素
但是,问题是否从一开始就进入了歧路?
导致结构失效的因素非常多,大部分结构仿真工具只能解决设计层面的问题,因此在使用仿真工具之前,首要地是对实际失效问题进行甄别,判断失效的可能因素,并根据对应问题进行进一步验证
这也是本文推荐《失效分析基础与应用》一书的原因
03 书籍介绍
第一章 概论
第二章 失效分析基础知识
第三章 失效分析基本办法
第四章 静载作用下的断裂失效分析
第五章 疲劳断裂失效分析
第六章 磨损与腐蚀失效分析
第七章 金属零件和加工缺陷与失效
第八章 失效分析实例
就个人观点来看,该书对于失效分析整体框架搭建相对完善和清晰,对于技术细节描述地足够深入,并提供了对应解决方案
例如第二章关于残余应力的部分内容:
当然,书中还有很多内容值得学习与品味,有兴趣的伙伴可以学习了解
由于书籍再版时间为近五年,因此公 众 号不提供PDF文件,希望大家理解