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ansysworkbench疲劳分析.doc

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文档介绍

文档介绍:第一章 简介
疲劳概述
结构失效的一个常见原因是疲劳, 其造成破坏与重复加载有关。 疲劳通常分为两类: 高周疲 劳是当载荷的循环(重复)次数高 (如 1e4 -1e9) 的情况下产生的。因此,应力通常比材料的极 限强度低, 应力疲劳 (系, 因为疲劳计算不并依赖应力分析计算。 尽管疲劳与循环或重复载 荷有关,但使用的结果却基于线性静力分析,而不是谐分析。尽管在模型中也可能存在非线性 处理时就要谨慎了,因为疲劳分析是假设线性行为的。
在本章中,将涵盖关于恒定振幅、比例载荷的情况。而变化振幅、 比例载荷的情况和恒定振 幅、非比例载荷的情况,将分别在以后的第三和四章中逐一讨论。
疲劳程序
下面是疲劳分析的步骤, 用斜体字体所描述的步骤, 对于包含疲劳工具的应力分析是很特殊 的:
模型
指定材料特性,包括 S-N 曲线; 定义接触区域 ( 若采用的话 ); 定义网格控制 ( 可选的 ) ; 包括载荷和支撑;
(设定) 需要的结果,包括 Fatigue tool ; 求解模型; 查看结果。
在几何方面, 疲劳计算只支持体和面, 线模型目前还不能输出应力结果, 所以疲劳计算对于 线是忽略的,线仍然可以包括在模型中以给结构提供刚性,但在疲劳分析并不计算线模型。
材料特性
由于有线性静力分析 , 所以需要用到杨氏模量和泊松比: 如果有惯性载荷 , 则需要输入质量密 度;如果有热载荷 , 则需要输入热膨胀系数和热传导率;如果使用应力工具结果 (Stress Tool result), 那么就需要输入应力极限数据 , 而且这个数据也是用于平均应力修正理论疲劳分析。 疲劳模块也需要使用到在工程数据分支下的材料特性当中 S-N 曲线数据:数据类型在“疲劳特 性”( “Fatigue Properties ”) 下会说明; S-N 曲线数据是在材料特性分支条下的“交变应力与 循环” ( “Alternating Stress vs. Cycles ”)选项中输入的。
如果S-N曲线材料数据可用于不同的平均应力或应力比下的情况 ,那么多重S-N曲线也可以
输入到程序中。
疲劳材料特性 添加和修改疲劳材料特性 :
在材料特性的工作列表中 ,可以定义下列类型和输入的 S-N曲线,插入的图表可以是线性的
)或双对数
(“ Lin ear ”)、半对数的(“ Semi - Log” 即卩 lin ear for stress, log for cycles
曲线(“ Log - Log")
记得曾提到的,S-N曲线取决于平均应力。如果 S-N曲线在不同的平均应力下都可适用的,
那么也可以输入多重 S-N曲线,每个S-N曲线可以在不同平均应力下直接输入, 每个S-N曲线也
可以在不同应力比下输入。
可以通过在“ Mean Value" 上点击鼠标右键添加新的平均值来输入多条 S- N曲线。
第三章不稳定振幅的疲劳
在前面一章中,考察了恒定振幅和比例载荷的情况 ,并涉及到最大和最小振幅在保持恒定的
情况下的循环或重复载荷。在本章将针对不定振幅、比例载荷情况,尽管载荷仍是成比例的,但应
力幅和平均应力却是随时间变化的。
(History and Cycles)
对于不规律载荷历程,需