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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：7106次

金屬疲勞和累計損傷是機械零部件有限壽命設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，反應了材料疲勞失效時所經(jīng)受的規(guī)定應力或應變的循環(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)強度進行優(yōu)化。

用有限元法進行疲勞分析，其基本思路是：首先進行靜或動強度分析，然后進入到后處理器取出相關的應力應變結(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)所需要的疲勞準則對每一個載荷事件進行壽命計算，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、單元、物理特性和材料特性的有限元模型。

2.建立數(shù)學模型(Mathematical Model)

數(shù)學模型也就是使用物理模型計算應力或應變?？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的應力或應變。

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)

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

5.評估(Evaluation)

一般來說，我們可進行下列估算：

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的后處理類似。

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