疲勞分析的教案

疲勞分析的教案第1頁(yè)/共22頁(yè)分析概要疲勞破壞是指材料承受小于其抗服強(qiáng)度的載荷反復(fù)作用時(shí)材料發(fā)生破壞的現(xiàn)象.疲勞裂縫是

因?yàn)槿劢尤毕荩瑤缀维F(xiàn)象引起的應(yīng)力集中，應(yīng)力范圍和反復(fù)作用等引發(fā)而形成的。在這樣反復(fù)荷載作用下，裂縫逐漸形成，最終導(dǎo)致斷裂。疲勞的最脆弱部位特性需要詳細(xì)的分析來(lái)查明原因.疲勞分析方法有基于應(yīng)力的應(yīng)力-壽命(Stress-life)法和基于應(yīng)變的應(yīng)變–壽命(Strain-life)法.

承受彈性應(yīng)力且疲勞壽命相對(duì)長(zhǎng)的情況下用應(yīng)力-壽命法是正確的，但是在發(fā)生局部塑性變形且疲勞壽命相對(duì)短的情況下使用應(yīng)變-壽命法更好.midasNFX中支持利用

S-N曲線的

應(yīng)力-壽命法和利用

E-N曲線的應(yīng)變

–壽命法

,特別可以對(duì)于動(dòng)態(tài)分析或者非線性分析中利用應(yīng)力或者應(yīng)變歷程的疲勞分析進(jìn)行分析.00應(yīng)力-壽命

方法應(yīng)力-壽命法是指通過(guò)在一定載荷的反復(fù)作用下發(fā)生破壞時(shí)的反復(fù)次數(shù)

(N)和應(yīng)力振幅

(S)的關(guān)系來(lái)預(yù)測(cè)物體承受載荷時(shí)的疲勞程度的方法.S-N曲線是材料在一定振幅的反復(fù)載荷作用下發(fā)生的應(yīng)力振幅和達(dá)到破壞的反復(fù)回?cái)?shù)的關(guān)系曲線.為了進(jìn)行疲勞分析需要先進(jìn)行物體的線性彈性分析，算出主應(yīng)力或者Von-Mises應(yīng)力等等價(jià)應(yīng)力后通過(guò)S-N曲線預(yù)測(cè)出發(fā)生疲勞破壞所需的反復(fù)載荷次數(shù).受變化(可變)振幅的反復(fù)載荷情況，利用雨流計(jì)數(shù)法(Rainflow-Counting)通過(guò)變量振幅的反復(fù)應(yīng)力提取出個(gè)別應(yīng)力振幅應(yīng)用于S-N曲線.?結(jié)構(gòu)建模線性靜態(tài)分析應(yīng)力疲勞分析確認(rèn)分析結(jié)果疲勞分析概要第2頁(yè)/共22頁(yè)主要內(nèi)容00疲勞分析概要S-N曲線物體承受一定振幅的反復(fù)載荷情況下，表現(xiàn)達(dá)到破壞時(shí)發(fā)生的應(yīng)力振幅和(StressAmplitude,S)對(duì)應(yīng)的振幅應(yīng)力反復(fù)次數(shù)(CycletoFailure,N)之間關(guān)系的曲線.反復(fù)載荷承受一定振幅的周期性的應(yīng)力情況下應(yīng)力振幅和平均應(yīng)力通過(guò)下式計(jì)算得出.第3頁(yè)/共22頁(yè)00線性靜態(tài)分析/疲勞分析-單位

:N,mm-各向同性彈性材料

邊界條件和

載荷條件-集中應(yīng)力-邊界條件(空約束)確認(rèn)結(jié)果-von-Mises應(yīng)力

-疲勞壽命Hanger概述概述第4頁(yè)/共22頁(yè)分析概述

模型

邊界條件

(空約束)約束

載荷條件

(集中應(yīng)力)集中應(yīng)力(建立剛性連接后賦予在節(jié)點(diǎn)上)分析概述疲勞極限應(yīng)力40Mpa極限壽命1,000,000

疲勞工況載荷歷程

-重復(fù)循環(huán)第5頁(yè)/共22頁(yè)操作步驟

1.[]點(diǎn)擊(新建)2.選擇[3D]

3.選擇[N-mm-kg-sec-J]單位系

4.點(diǎn)擊[確認(rèn)]5.在窗口右擊鼠標(biāo)選擇隱藏全部導(dǎo)航分析

>>設(shè)置分析條件0112354第6頁(yè)/共22頁(yè)1.

選擇模型:Hanger.x_t2.點(diǎn)擊[打開(kāi)]

形狀

>>CAD文件>>導(dǎo)入02操作步驟

12第7頁(yè)/共22頁(yè)1.點(diǎn)擊[](右側(cè)面)2.選擇對(duì)象:

選擇“40個(gè)線”

3.網(wǎng)格大小:

輸入“2.5”4.點(diǎn)擊[確認(rèn)]網(wǎng)格

>>控制

>>指定尺寸03操作步驟

1342第8頁(yè)/共22頁(yè)1.選擇對(duì)象:

選擇“1個(gè)”2.網(wǎng)格大小:

輸入“3”3.網(wǎng)格組:輸入“Hanger”4.點(diǎn)擊[確認(rèn)]網(wǎng)格

>>生成

>>3D04操作步驟

1234第9頁(yè)/共22頁(yè)1.

創(chuàng)建

>>點(diǎn)擊各向同性2.輸入材料3.點(diǎn)擊[確認(rèn)]4.點(diǎn)擊[關(guān)閉]網(wǎng)格

>>材料/特性

>>材料05操作步驟

編號(hào)2名稱(chēng)Steel彈性模量2e5(N/mm2)泊松比0.26612234第10頁(yè)/共22頁(yè)1.

創(chuàng)建>>點(diǎn)擊3D2.選擇[實(shí)體]3.輸入特性4.點(diǎn)擊[確認(rèn)]5.點(diǎn)擊[關(guān)閉]網(wǎng)格

>>材料/特性

>>特性06操作步驟

號(hào)1名稱(chēng)Hanger材料2:Steel1123345第11頁(yè)/共22頁(yè)1.

輸入約束條件2.點(diǎn)擊[確認(rèn)]靜態(tài)/熱

分析

>>邊界條件

>>約束07操作步驟

名稱(chēng)Support對(duì)象類(lèi)型節(jié)點(diǎn)選擇目標(biāo)選擇432個(gè)(參照?qǐng)D)條件鉸接使用[圓形]選擇法的話可以很容易的選擇對(duì)象固定約束:約束X,Y,Z方向的平移以及回轉(zhuǎn)自由度鉸接:只約束X,Y,Z方向的平移自由度11121第12頁(yè)/共22頁(yè)1.

選擇[其它]2.選擇[剛體]3.選擇類(lèi)型

–剛體4.選擇主節(jié)點(diǎn)

–單獨(dú)節(jié)點(diǎn)中心5.

依存節(jié)點(diǎn):“216個(gè)”

(參照?qǐng)D)6.網(wǎng)格組:輸入“RigidLink”7.點(diǎn)擊[確認(rèn)]

網(wǎng)格

>>單元

>>創(chuàng)建08操作步驟

1234567第13頁(yè)/共22頁(yè)1.

輸入應(yīng)力2.

點(diǎn)擊[確認(rèn)]

靜態(tài)/熱分析

>>靜載荷

>>力09操作步驟

名稱(chēng)HoleForce對(duì)象類(lèi)型節(jié)點(diǎn)選擇目標(biāo)選擇1個(gè)

(參照?qǐng)D)大小[Z軸]-1000(N)21111第14頁(yè)/共22頁(yè)1.

名稱(chēng):輸入“Bending”

分析類(lèi)型:選擇[線性靜態(tài)分析]2.點(diǎn)擊[確認(rèn)]

分析與結(jié)果>>分析工況

>>一般10操作步驟

12第15頁(yè)/共22頁(yè)1.點(diǎn)擊[確認(rèn)]2.

另存為:

輸入“Hanger”3.點(diǎn)擊[保存(S)]

分析與結(jié)果>>分析

>>運(yùn)行11操作步驟

123第16頁(yè)/共22頁(yè)1.雙擊[實(shí)體單元

von-Mises應(yīng)力]2.點(diǎn)擊分析與結(jié)果>>高級(jí)

>>查看結(jié)果3.點(diǎn)擊[最大],[最小]按鈕4.點(diǎn)擊[關(guān)閉]分析與結(jié)果工作目錄樹(shù)>>Bending:線性靜態(tài)分析>>von-Mises應(yīng)力12操作步驟

1234第17頁(yè)/共22頁(yè)21.鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊樹(shù)形目錄

[Bending:線性靜態(tài)].2.點(diǎn)擊[疲勞分析…].3.

疲勞數(shù)據(jù)輸入4.點(diǎn)擊[定義特性].5.點(diǎn)擊[添加].6.點(diǎn)擊[關(guān)閉].7.點(diǎn)擊[定義].樹(shù)形目錄>>Bending:線性靜態(tài)

>>疲勞13步驟

133333744564方法

SN-荷載歷程分析設(shè)置Bending應(yīng)力類(lèi)型等效VonMises平均應(yīng)力修正勾選所有輸出請(qǐng)求勾選所有材料Steel疲勞極限40Mpa無(wú)限疲勞壽命1,000,000第18頁(yè)/共22頁(yè)1.載荷/應(yīng)力時(shí)程2.點(diǎn)擊[確認(rèn)].3.點(diǎn)擊[確認(rèn)].樹(shù)形目錄>>Bending:線性靜態(tài)

>>疲勞14步驟

123號(hào)1命名線性靜態(tài)

(必需)集中因子1疲勞載荷3.

一個(gè)周期第19頁(yè)/共22頁(yè)1.鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊

Bending_疲勞結(jié)果.2.在彈出的對(duì)話