ANSYS疲勞分析教程

2013-06-04 by:廣州有限元分析、培訓中心-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行介紹。其基本思想是用兩個加載環(huán)境代替單一加載環(huán)境,進行疲勞計算,不采用應(yīng)力比,而是采用兩個載荷環(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)果都會使用到,由于需要兩個解,所以可以采用求解組合來實現(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.建立兩個帶不同載荷條件的環(huán)境(two Environment )分支條。
2.增加一個求解組合分支條( Solution Combination branch),并定義兩個環(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 建立兩個載荷環(huán)境( two loading environments:)
這兩個載荷環(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,一個是彎曲載荷,另一個是扭轉(zhuǎn)載荷作為兩個環(huán)境(Environments),這樣的疲勞載荷計算將假定為在這樣的兩個載荷環(huán)境下的交互受載的。一個交互載荷可以疊加到靜載荷上,例如,有一個恒定壓力和一個力矩載荷。對于其中一個環(huán)境(Environment)僅定義恒定壓力,而另一個環(huán)境定義為恒定壓力力矩載荷。這就將模仿成一個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,僅有一個壓縮支撐,只要阻止剛體運動,那么兩個環(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求解組合( Solution Combination )
在工作表(Worksheet)中,添加用于計算的兩個環(huán)境(Environments)。注意,系數(shù)可以是一個數(shù)值,只有一種情況除外,即結(jié)果是被縮放的。注意,兩個環(huán)境將會很好地用于非比例載荷。從兩個環(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。任何其他選項將把兩個環(huán)境(two Environments)當作線性組合(見sectionB的結(jié)尾),比例系數(shù)、疲勞強度系數(shù)(因子)、分析類型以及應(yīng)力組分都可以進行相應(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,沒有單個應(yīng) 力雙軸性存在.應(yīng)力雙軸性的平均或標準偏差可以在Details欄中進行設(shè)置。
平均應(yīng)力雙軸性是直接用來解釋的.標準偏差顯示的是在給定位置的應(yīng)力狀態(tài)改變量.因此,一個小標準偏差值是指行為接近比例載荷;而大的標準偏差值,則是指在主應(yīng)力方向上的足夠變化。
在兩個環(huán)境(two Environments)首先得到求解以后,疲勞求解將自動進行。

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