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金屬材料疲勞分析的高效方法：有限元仿真模擬

來源：測試狗時間：2022-11-01 16:35:04 瀏覽：6784次

金屬疲勞和累計損傷是機(jī)械零部件有限壽命設(shè)計時需要考慮的核心問題。材料的疲勞壽命可以定義為發(fā)生疲勞破壞時的載荷循環(huán)次數(shù)、開始受載到發(fā)生斷裂的過程，反應(yīng)了材料疲勞失效時所經(jīng)受的規(guī)定應(yīng)力或應(yīng)變的循環(huán)次數(shù)，通過有限元分析法表征金屬材料疲勞曲線，有助于對金屬零部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行優(yōu)化。

用有限元法進(jìn)行疲勞分析，其基本思路是：首先進(jìn)行靜或動強(qiáng)度分析，然后進(jìn)入到后處理器取出相關(guān)的應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果，在后處理器中再定義載荷事件，循環(huán)材料特性，接著根據(jù)所需要的疲勞準(zhǔn)則對每一個載荷事件進(jìn)行壽命計算，最后根據(jù)累計損傷理論判斷是否開始破壞。

有限元法進(jìn)行疲勞分析的典型流程如下：

1.建立物理模型(Physical Model)

對于疲勞分析來說，物理模型即包含結(jié)點(diǎn)、單元、物理特性和材料特性的有限元模型。

2.建立數(shù)學(xué)模型(Mathematical Model)

數(shù)學(xué)模型也就是使用物理模型計算應(yīng)力或應(yīng)變?？赏ㄟ^Model Solution或其它求解器來建立。求解后，可從后處理器中獲取相關(guān)的應(yīng)力或應(yīng)變。

3.載荷工況(Loading Conditions)

對于靜態(tài)疲勞分析來說，可以用建立載荷函數(shù)的方式施加載荷。

4.定義事件(Events)

在進(jìn)行疲勞評估之前，必須先定義事件。它由物理模型、數(shù)學(xué)模型、載荷工況組成。

5.評估(Evaluation)

一般來說，我們可進(jìn)行下列估算：

a）事件損傷(Event Damage)

b）事件損傷方向(Event Damage Direction)

c）損傷累積(Accumulated Damage)

d）事件壽命估算(Event Life Estimate)

6.后處理(Post Processing)

疲勞分析的后處理與靜力學(xué)的后處理類似。

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