疲劳分析过程及示例.doc

ANSYS疲劳分析的例子 金属材料在应力或应变的反复作用下所发生的性能变化叫做疲劳 在常温下工作的结构和机械的疲劳破坏取决于外载的大小。从微观上看，疲劳裂纹的萌生都 与局部微观塑性有关，但从宏观上看，在循环应力水平较低时，弹性应变起主导作用，此时 疲劳寿命较长，称为应力疲劳或高周疲劳；在循环加力水平较高时，塑性应变起主导作用， 此时疲劳寿命较短，称为应变疲劳或低周疲劳。 不同的外部载荷造成不同的疲劳破坏形式，由此可以将疲劳分为：机械疲劳-仅由外加应力 或应变波动造成的疲劳失效；蠕变疲劳-循环载荷同高温联合作用引起的疲劳失效；热机械 疲劳-循环载荷和循环温度同时作用引起的疲劳失效;腐蚀疲劳-在存在侵蚀性化学介质或致 脆介质的环境中施加循环载荷引起的疲劳失效；滑动接触疲劳和滚动接触疲劳-载荷的反复 作用与材料间的滑动和滚动接触相结合分别产生的疲劳失效：微动疲劳-脉动应力与表而间 的来回相对运动和摩擦滑动共同作用产生的疲劳失效。机器和结构部件的失效大多数是由于 发生上述某一种疲劳过程造成的。 疲劳分析步骤 疲劳计算通常是在完成静力分析之后进行，主要有儿个步骤： 1.建立疲劳计算规模，定义材料疲劳参数，设置疲劳计算参数 ?定义疲劳计算参数 进行疲劳计算的节点位置可以大于5个，事件可取10个，每一事件可取三种载荷，如果需 要，可以选择较大的规模。 Main menu一general postptoc一fatigue一size settings .定义材料的疲劳性质 和疲劳计算相关的材料性质如下： S-N曲线：描述交变应力强度(SMAX-SMIN) /2和疲劳循环次数关系的曲线。 Main menu—general postptoc—fatigue—S-N table SM-T曲线：描述设计应力强度和温度的曲线。如果要考虑名义应力范闱是否进入塑性，必 须计及该曲线 Main menu—general postptoc—fatigue—SM-Ttable 弹塑性材料应变硬化指数M和N Main menu一general postptoc一fatigue一elas-plas par ?定义应力集中位置和应力集中系数 Main menu一general postptoc一fatigue一stress locations 储存应力，指定事件循环次数和比例因子 1)储存应力 人工储存应力 Main menu一general postptoc一fatigue一store stresses一specified val 从Jobname, rst文件中读取应力 Main menu general postptoe fatigue store stresses From rst file 横截面应力 Main menu—general postptoe—fotigue—store stresses—at cross sect 2)列表显示、绘图显示或删除储存的应力P; 列表显示每一个位置、每一个事件、每一个载荷或每一个应力条件下的储存应力 Main menu一general postptoc一fatigue一store stresses一list stresses 以载荷数目函数的形式显示某一特殊位置和时间的应力情况 Main menu一general postptoc一fatigue一store stresses一Plot stresses 删除储存在某一位置、事件和载荷作用下的应力情况 Main menu—general postptoe—fatigue—store stresses—Dele stresses 指定事件重复次数和标定系数 Main menu一general postptoc一fatigue一assign event 获得正确的使用系数 激活疲劳计算 Main menu—general postptoc—fatigue—calculate fatig 查看计算结果 Main menu一list一files一other一jobname, out 1 /units,si/title, Fatigue analysis of cylinder with flat headDi二 /units,si /title, Fatigue analysis of cylinder with flat head Di二1000 t 二 20 hc=nint(4*sqrt(Di/2*t)/10)*10 tp=60 rl=10 圆弧半径 r2=10 释放槽圆弧半径 exx=2e5 mu=0. 3 pl 二 2 p3=2. 88 nl=2c4 环次数 n2=5 !筒体内径 !筒体厚度 !模型中筒体长度 !平板封头厚度 !平板封头外测过渡 !平板封头内侧应力