| 2.3 S-N曲线方法的比较 2.3.1 Nsoft软件的S-N曲线方法 Nsoft软件的S-N曲线方法采用的是线性方法，即有限元分析为线弹性分析。疲劳分析所采用的载荷和有限元分析中的载荷成一定的比例；疲劳分析所采用的应力等于有限元分析的应力乘以疲劳载荷和有限元分析载荷的比值。然后按照一定的准则分析节点应力、单元应力。这些准则包括：最大应力准则、最大应变准则、mises准则、trseca准则等。可以进行单元的上表面、下表面和中面的疲劳分析。 对于进行了非线性分析的有限元模型，按照这样的计算将会得不到预定的要求的。 对于随机载荷的处理需要进行工作是：把随机载荷化简为恒幅载荷来处理。这就需要考虑材料的记忆效应。常用的而且已经被证明是有效的方法是通过雨流计数方法。通过雨流计数法后的数据一般不是均值为零的恒幅循环，所以还需要进行平均应力的修正。 该软件所采用的雨流计数方法为：四点雨流计数法，采用的ASTM的方法 平均应力修正：Goodman、Gerber 所采用的累积损伤理论为：线性累积损伤理论 2.3.2 FE-safe软件的S-N曲线方法 和Nsoft软件的理论基本相同。 2.3.3 WinLIFE软件的S-N曲线方法 WinLIFE软件的S-N曲线方法不同于前两个软件的方法。它把S-N曲线方法分为两种：名义应力法和局部应力法。名义应力法需要考虑应力集中系数的选取，局部应力法不用考虑应力集中系数的影响。其中局部应力法和前两个软件的方法相似。 因为这个软件在进行疲劳分析的时候可以选择的导入有限元软件的计算结果，所以可以进行名义应力法的计算。这个方法和传统的疲劳计算方法是一样的。在其中的一些常用的应力集中系数的选择方面，该软件还提供了简单的计算。 在对随机载荷进行处理的时候，该软件虽然采用了四点雨流计数法，但它的雨流计数方法给出的结果不同于前两个软件。它给出的是载荷开始点，载荷结束点和数量组成的雨流矩阵。这样的做法必须给载荷进行分组。得到的只是一种近似的方法。 平均应力修正：Goodman、Gerber 所采用的累积损伤理论为：线性累积损伤理论 2.4 局部应力应变法的比较 2.4.1 疲劳性能参数的估计方法的比较 获得材料 曲线的最好办法是进行控制应变下的疲劳试验。在无试验数据的情况下可利用材料的静拉伸性能来估算。常用的估算方法有：通用斜率法、四点关联法、Socie法、Seeger法等。不同的软件采用了不同的方法。通用斜率法、四点关联法、Socie法相比，四点关联法是最好的方法。 2.4.1.1 Nsoft软件的疲劳性能参数的估计方法 根据的是Baumel 和 Seeger 提出的方法。这种方法目前的使用范围被限制在低碳钢、中低合金钢、铝合金和钛合金。 钢 铝/钛合金 -0.087 -0.095 0.35 -0.58 -0.69 0.15 0.11 2.4.1.2 FE-safe软件的疲劳性能参数的估计方法 该软件所采用的方法和Nsoft软件的方法相同。 2.4.1.3 WinLIFE软件的疲劳性能参数的估计方法 没有明确指出所采用的方法，但它的输入参数也是拉伸强度极限和弹性模量。所以采用的方法可能是Socie法，也可能是Seeger法。不可能是通用斜率法或四点关联法。因为这两种方法都需要材料的断口收缩率。 2.4.2 计算方法 对于完全依赖有限元软件计算结果的软件，一般都根据的是线弹性理论。认为载荷和应力、应变之间是线性关系的。所以在计算应变疲劳寿命的时候，根据这种线性关系直接就可以得到应力时间历程和应变时间历程。采用雨流计数方法考虑材料的记忆效应。根据线性累积损伤理论进行疲劳寿命的计算。其中Nsoft软件和FE-safe软件的局部应力应变计算方法都是采用这种方法的。 对于WinLIFE软件，它可以采用以上的方法进行局部应力应变法的计算，也可以采用Neuber方法进行计算。对于采用Neuber方法进行计算，需要解决的问题是：怎样将名义应力时间历程转化为局部的应力时间历程。采用雨流计数法来考虑这个问题的时，需要记录应力幅值的开始和结束应力。这在大的载荷谱的情况下是很麻烦的。这个软件的雨流计数方法可以解决这个问题。 所以，根据这种完全的线性的线性的方法，在材料已经达到非线性的情况下有可能高估了应力和应变，给出的结果将会偏于保守。 |
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