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1、ANSYSWorkbench疲劳分析疲劳模块培训手朋本章概述ANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench–Simulation•本章将介绍疲劳模块拓展功能的使用:–使用者要先学习第4章线性静态结构分析.•在这部分中将包括以下内容:–疲劳概述–恒定振幅下的通用疲劳程序，比例载荷情况–变振幅下的疲劳程序,比例载荷情况––––恒定振幅下的疲劳程序，非比例载荷情况SimulationSimulationSimulation•上述功能适用于ANSYSDesignSpacelicenses和附
2、带疲劳模块的更高级的licenses.February20,2004Inventory#00201814-2标准分享网www.bzfxw.com免费下载疲劳模块A.培训手朋疲劳概述ANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench–Simulation•结构失效的一个常见原因是疲劳,其造成破坏与重复加载有关•疲劳通常分为两类:–高周疲劳是当载荷的循环（重复）次数高(如1e4-1e9)的情况下产生的.因此，应力通常比材料的极限强度低.应力疲劳（Stress-based）用于高周疲劳www.
3、bzfxw.com.–低周疲劳是在循环次数相对较低时发生的。塑性变形常常伴随低周疲劳，其阐明了短疲劳寿命。一般认为应变疲劳（strain-based）–––应该用于低周疲劳计算.SimulationSimulationSimulation•在设计仿真中,疲劳模块拓展程序（FatigueModuleadd-on）采用的是基于应力疲劳（stress-based）理论，它适用于高周疲劳.接下来，我们将对基于应力疲劳理论的处理方法进行讨论.February20,2004Inventory#00201814-3疲劳模块…培训手朋恒定振幅载荷ANSYSWork
4、benchANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench–Simulation•在前面曾提到,疲劳是由于重复加载引起:–当最大和最小的应力水平恒定时,称为恒定振幅载荷.我们将针对这种最简单的形式，首先进行讨论www.bzfxw.com.––––否则，则称为变化振幅或非恒定振幅SimulationSimulationSimulation载荷(本章之后将给予讨论).February20,2004Inventory#00201814-4标准分享网www.bzfxw.com免费下载疲劳模块…培训手朋成比例载荷ANSYS
5、WorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench–Simulation•载荷可以是比例载荷,也可以非比例载荷:–比例载荷,是指主应力的比例是恒定的,并且主应力的削减不随时间变化.这实质意味着由于载荷的增加或反作用的造成的响应很容易得到计算.–相反,非比例载荷没有隐含各应力之间σ2www.bzfxw.com=constant相互的关系,典型情况包括:σ1•在两个不同载荷工况间的交替变化–––•交变载荷叠加在静载荷上SimulationSimulationSimulation•非线性边界条件Febr
6、uary20,2004Inventory#00201814-5疲劳模块…培训手朋应力定义ANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench–Simulation•考虑在最大最小应力值σ和σ作用下的比例载荷、恒定振幅minmax的情况:–应力范围Δσ定义为(σ-σ)maxmin–平均应力σ定义为(σ+σ)/2mmaxmin–应力幅或交变应力σ是Δσ/2www.bzfxw.coma–应力比R是σ/σminmax–当施加的是大小相等且方向相反的载荷时,发生的是对称循环载荷.–––Simulat
7、ionSimulationSimulation这就是σ=0,R=-1的情况.m–当施加载荷后又撤除该载荷,将发生脉动循环载荷.这就是σ=mσ/2,R=0的情况.maxσmaxσminFebruary20,2004Inventory#00201814-6标准分享网www.bzfxw.com免费下载疲劳模块…培训手朋应力-寿命曲线ANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench–Simulation•载荷与疲劳失效的关系，采用的是应力-寿命曲线或S-N曲线来表示:–若某一部件在承受循环载荷
8、,经过一定的循环次数后,该部件裂纹或破坏将会发展，而且有可能导致失效–如果同个部件作用在更高的载荷下www.bzfxw.c
