搜索Fe-safe振動疲勞計算
2017-07-05 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
振動疲勞是結(jié)構(gòu)所受動態(tài)交變載荷(如振動、沖擊、噪聲載荷等)的頻率分布與結(jié)構(gòu)固有頻率分布具有交集或相接近,從而使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振所導(dǎo)致的疲勞破壞現(xiàn)象,也可以直接說成是結(jié)構(gòu)受到重復(fù)載荷作用激起結(jié)構(gòu)共振所導(dǎo)致的疲勞破壞。所以只有結(jié)構(gòu)在共振帶寬內(nèi)或其附近受到激勵導(dǎo)致的共振破壞才屬于振動疲勞破壞,否則都屬于靜態(tài)疲勞問題。
1.Fe-safe振動疲勞介紹
Fe-safe包括強大的柔性組件和結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)分析。穩(wěn)態(tài)模態(tài)分析,隨機瞬態(tài)分析和PSD都屬于該分析范疇。
Fe-safe亦包括功能強大的信號處理軟件,safe4fatigue(S7)。這允許對測量的歷史記錄進行分析和fe-safe的結(jié)果輸出。這個功能包括:
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繪圖和數(shù)字清單;
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處理,如編輯,放大,濾波,集成或微分;
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幅值分析,如雨流計數(shù),能級交叉分析;
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頻域分析,如PSD,轉(zhuǎn)換函數(shù);
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應(yīng)變校核的疲勞分析和其他時程分析,雨流矩陣數(shù)據(jù)。
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實例介紹
本文通過懸臂梁結(jié)構(gòu)介紹如何在fe-safe中實現(xiàn)振動疲勞分析。
2.1在abaqus中實現(xiàn)振動分析
(1)有限元建模
v創(chuàng)建三維幾何模型,厚度方向創(chuàng)建三層網(wǎng)格單元。
v定義線彈性材料本構(gòu)模型,賦于材料屬性;
v創(chuàng)建幾何約束;
(2)模態(tài)提取
v采用Lanczos算法,實現(xiàn)模型前10階模態(tài)的提取;
v保持模型參考點的約束狀態(tài)。
前十階模態(tài)提取結(jié)果:
(3)隨機振動計算
v采用隨機響應(yīng)分析,實現(xiàn)懸臂梁在外部基礎(chǔ)運動激勵條件下的分析。
v定義功率譜密度以及基礎(chǔ)運動相應(yīng)譜載荷定義。其中頻域范圍為1~2000,結(jié)構(gòu)阻尼為0.03。
v輸出管道模型的廣義位移歷史場變量。
(4)分析結(jié)果
v隨機響應(yīng)功率譜密度激勵,前十階廣義位移與頻率關(guān)系曲線:
2.2實現(xiàn)振動疲勞壽命預(yù)測分析
v完成模型材料,應(yīng)力-應(yīng)變導(dǎo)入以及載荷定義等步驟,通過設(shè)置載荷譜應(yīng)力幅值數(shù)據(jù),材料的屬性,以及表面光潔度,并選擇相應(yīng)的疲勞壽命機理,最終求得支架整體結(jié)構(gòu)的疲勞壽命云圖。
輸出按照上述載荷譜響應(yīng)進行循環(huán)分析的壽命結(jié)果,即10E+0.5833~10E7,結(jié)構(gòu)的疲勞壽命較危險的位置為端部位置。
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