疲劳分析流程简述

2016-11-16 14:02| 发布者: yydryydr| 查看: 667| 评论: 0|原作者: 不详|来自: CAE技术联盟

摘要: 　　本文详细介绍了试验获取应变、应力谱图，获取材料数据以及损伤计算

　　1.试验获取应变、应力谱图
　　通过试验或模拟确定应力集中区域，然后在在应力集中区域布置三个应变片。由于材料是各项同性，因此x、y方向不一定要是水平和竖直方向，但两者一定要垂直，第三个应变片一定要和前两个成45°角。三个应变片可分开，也可重叠在一起。
　　根据测量得到的三个应变(εx, εy, εxy)和材料性能计算应力，可得两个主应力(假设只有弹性变形)：
　　其中，E为材料的杨氏模量，μ为泊松比。根据这两个主应力，可以计算出等效应力，以方便应用材料的疲劳数据，如米塞斯等效应力：
　　或最大剪应力：

σr=1/2（σ1-σ2）

　　实际测量的是应变-时间谱图，应力-时间谱图可由上述公式计算。
　　最后，对应力(应变)-时间谱图进行分解统计，计算出不同应力循环下的次数，以便计算累积的损伤。最常用的是雨流计数法(rainflow counting method)。
　　2.获取材料数据
　　如果载荷频率不高，可以根据国家标准做一组简单的疲劳测试，正弦应力，拉压或弯曲均可。得到一条应力-寿命曲线,如果载荷频率较高或温度变化较大，还要测量不同平均应力和不同温度下的S-N载荷，以便进行插值计算，因为此时平均应力对寿命有影响。也可以根据不同的经验公式(如Goodman准则，Gerber准则等)，以及其他材料性能(如拉伸强度，破坏强度等)，由普通的S-N曲线(即平均应力为0)来计算平均应力不为零时对应的疲劳寿命。
　　如果出现塑性应变，累计损伤一般基于应变-寿命曲线(即E-N曲线)，所以需要施加应变载荷。
　　3.损伤计算
　　到目前为止，疲劳分析基本上是基于经验公式，还没有完全统一的理论。损伤累积的计算方法有很多种，最常用的是线性累计损伤(即Miner准则)，但其结果不保守，计算得到的寿命偏高。

　　准确度比较高的累计准则是双线性准则，并且计算比“破坏曲线法”要容易，所以，是一个很好的折衷选择。

转自：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz= ... RJuR0HP6CWgFX943#rd

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