ANSYS疲勞分析教程

2013-06-04 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

第四章非比例載荷的疲勞分析

在第二章中,討論了恒定振幅和比例載荷情況,本節(jié)將針對恒定振幅非比例載荷情況進(jìn)行介紹。其基本思想是用兩個(gè)加載環(huán)境代替單一加載環(huán)境,進(jìn)行疲勞計(jì)算,不采用應(yīng)力比,而是采用兩個(gè)載荷環(huán)境的應(yīng)力值來決定最大最小值。由于同一組應(yīng)力結(jié)果不并不成比例,這就是為什么這種方法稱為非比例(non-proportional)的原因,但是兩組結(jié)果都會(huì)使用到,由于需要兩個(gè)解,所以可以采用求解組合來實(shí)現(xiàn)。
對于恒定振幅,非比例情況的處理過程與恒定振幅、比例載荷的求解基本相同,除了下面所提出的以外:
1.建立兩個(gè)帶不同載荷條件的環(huán)境(two Environment )分支條。
2.增加一個(gè)求解組合分支條( Solution Combination branch),并定義兩個(gè)環(huán)境。
3.為求解組合(solution combination)添加Fatigue Tool (和其他結(jié)果) ,并將載荷類型定義“非比例”(Non-Proportional)。
4.(定義)所需的結(jié)果并求解。
4.1 建立兩個(gè)載荷環(huán)境( two loading environments:)
這兩個(gè)載荷環(huán)境可以有兩組不同的載荷以模仿兩載荷的交互形式(支撐也是一樣),例如,一個(gè)是彎曲載荷,另一個(gè)是扭轉(zhuǎn)載荷作為兩個(gè)環(huán)境(Environments),這樣的疲勞載荷計(jì)算將假定為在這樣的兩個(gè)載荷環(huán)境下的交互受載的。一個(gè)交互載荷可以疊加到靜載荷上,例如,有一個(gè)恒定壓力和一個(gè)力矩載荷。對于其中一個(gè)環(huán)境(Environment)僅定義恒定壓力,而另一個(gè)環(huán)境定義為恒定壓力力矩載荷。這就將模仿成一個(gè)恒定壓力和交變力矩。非線性支撐/接觸(supports/contact)或非比例載荷的使用,例如,僅有一個(gè)壓縮支撐,只要阻止剛體運(yùn)動(dòng),那么兩個(gè)環(huán)境應(yīng)該反映的是某一方向和其相反的方向的載荷。
4.2 從模型分支條下增加一個(gè)求解組合( Solution Combination )
在工作表(Worksheet)中,添加用于計(jì)算的兩個(gè)環(huán)境(Environments)。注意,系數(shù)可以是一個(gè)數(shù)值,只有一種情況除外,即結(jié)果是被縮放的。注意,兩個(gè)環(huán)境將會(huì)很好地用于非比例載荷。從兩個(gè)環(huán)境(Environments)產(chǎn)生的應(yīng)力結(jié)果將決定對于給定位置的應(yīng)力范圍。

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4.3 求解組合(solution combination)添加Fatigue Tool
“Non-Proportional”必須作為“Type”在Details 欄中定義。任何其他選項(xiàng)將把兩個(gè)環(huán)境(two Environments)當(dāng)作線性組合(見sectionB的結(jié)尾),比例系數(shù)、疲勞強(qiáng)度系數(shù)(因子)、分析類型以及應(yīng)力組分都可以進(jìn)行相應(yīng)地設(shè)置。

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4.4 (定義)所需的其它結(jié)果并求解
對于非比例載荷,用戶可能需要獲得與作用在比例載荷情況下同樣的結(jié)果。
唯一的差別在于雙軸指示(BiaxialityIndication)。由于所進(jìn)行的分析是在作用在非比例載荷條件下,所以對于給定的位置,沒有單個(gè)應(yīng) 力雙軸性存在.應(yīng)力雙軸性的平均或標(biāo)準(zhǔn)偏差可以在Details欄中進(jìn)行設(shè)置。
平均應(yīng)力雙軸性是直接用來解釋的.標(biāo)準(zhǔn)偏差顯示的是在給定位置的應(yīng)力狀態(tài)改變量.因此,一個(gè)小標(biāo)準(zhǔn)偏差值是指行為接近比例載荷;而大的標(biāo)準(zhǔn)偏差值,則是指在主應(yīng)力方向上的足夠變化。
在兩個(gè)環(huán)境(two Environments)首先得到求解以后,疲勞求解將自動(dòng)進(jìn)行。

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