ANSYS疲劳分析教程

2013-06-04 by:广州有限元分析、培训中心-1CAE.COM 来源:仿真在线

第四章非比例载荷的疲劳分析

在第二章中,讨论了恒定振幅和比例载荷情况,本节将针对恒定振幅非比例载荷情况进行介绍。其基本思想是用两个加载环境代替单一加载环境,进行疲劳计算,不采用应力比,而是采用两个载荷环境的应力值来决定最大最小值。由于同一组应力结果不并不成比例,这就是为什么这种方法称为非比例(non-proportional)的原因,但是两组结果都会使用到,由于需要两个解,所以可以采用求解组合来实现。
对于恒定振幅,非比例情况的处理过程与恒定振幅、比例载荷的求解基本相同,除了下面所提出的以外:
1.建立两个带不同载荷条件的环境(two Environment )分支条。
2.增加一个求解组合分支条( Solution Combination branch),并定义两个环境。
3.为求解组合(solution combination)添加Fatigue Tool (和其他结果) ,并将载荷类型定义“非比例”(Non-Proportional)。
4.(定义)所需的结果并求解。
4.1 建立两个载荷环境( two loading environments:)
这两个载荷环境可以有两组不同的载荷以模仿两载荷的交互形式(支撑也是一样),例如,一个是弯曲载荷,另一个是扭转载荷作为两个环境(Environments),这样的疲劳载荷计算将假定为在这样的两个载荷环境下的交互受载的。一个交互载荷可以叠加到静载荷上,例如,有一个恒定压力和一个力矩载荷。对于其中一个环境(Environment)仅定义恒定压力,而另一个环境定义为恒定压力力矩载荷。这就将模仿成一个恒定压力和交变力矩。非线性支撑/接触(supports/contact)或非比例载荷的使用,例如,仅有一个压缩支撑,只要阻止刚体运动,那么两个环境应该反映的是某一方向和其相反的方向的载荷。
4.2 从模型分支条下增加一个求解组合( Solution Combination )
在工作表(Worksheet)中,添加用于计算的两个环境(Environments)。注意,系数可以是一个数值,只有一种情况除外,即结果是被缩放的。注意,两个环境将会很好地用于非比例载荷。从两个环境(Environments)产生的应力结果将决定对于给定位置的应力范围。

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4.3 求解组合(solution combination)添加Fatigue Tool
“Non-Proportional”必须作为“Type”在Details 栏中定义。任何其他选项将把两个环境(two Environments)当作线性组合(见sectionB的结尾),比例系数、疲劳强度系数(因子)、分析类型以及应力组分都可以进行相应地设置。

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4.4 (定义)所需的其它结果并求解
对于非比例载荷,用户可能需要获得与作用在比例载荷情况下同样的结果。
唯一的差别在于双轴指示(BiaxialityIndication)。由于所进行的分析是在作用在非比例载荷条件下,所以对于给定的位置,没有单个应力双轴性存在.应力双轴性的平均或标准偏差可以在Details栏中进行设置。
平均应力双轴性是直接用来解释的.标准偏差显示的是在给定位置的应力状态改变量.因此,一个小标准偏差值是指行为接近比例载荷;而大的标准偏差值,则是指在主应力方向上的足够变化。
在两个环境(two Environments)首先得到求解以后,疲劳求解将自动进行。

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