搜索ANSYS對零件（材料POM）的疲勞分析
2016-10-25 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
疲勞壽命預(yù)測方法很多。按疲勞裂紋形成壽命預(yù)測的基本假定和控制參數(shù),可分為名義應(yīng)力法、局部應(yīng)力一應(yīng)變法、能量法、場強(qiáng)法等。本期分享是對如下圖零件進(jìn)行疲勞分析,材料為POM,希望對工程師在處理這類問題上能夠給一些參考。
點(diǎn)擊Component Systems 中的 Geometry 新建一幾何模型。
導(dǎo)入零件圖。
調(diào)入Static Structural。
拖動A的Geometry連接到B的Geometry,同時雙擊Engineering Data進(jìn)入材料庫。
在選擇File-》Import Engineering Data... 導(dǎo)入材料POM。
導(dǎo)入后會在Material中看到材料的列。
按 Return to Project 返回 WorkSpace。
雙擊Results進(jìn)入Mechanical。
首先選擇Geometry的零件名,接著在Material中選擇材料POM。
如下圖對零件加載載荷
插入分析結(jié)果 Total Deformation 及 Equivalent Stress。
在Tools欄中插入Fatigue Tool
· 將Fatigue Strength Factor(Kf)設(shè)為0.8(該數(shù)字需根據(jù)分析結(jié)果及實驗驗證結(jié)果進(jìn)行修正) ;
· 因為只是受向下的力,故選擇載荷類型為Zero-Based;
· 因為測壽命時頻率較高,故用默認(rèn)的Stress Life;
· 因為材料是塑料,故選擇修正Goodman。
在Fatigue Tool 插入以下的分析結(jié)果。
在Damage的分析結(jié)果中輸入設(shè)計壽命為1e6周期。
在Safety Factor的分析結(jié)果中輸入設(shè)計壽命為1e6周期。
按Solve開始求解。
· Life(壽命)等值線顯示由于疲勞作用直到失效的循環(huán)次數(shù),如果交變應(yīng)力比S-N曲線中定義的最低交變應(yīng)力低,則使用該壽命(循環(huán)次數(shù))
· Damage(損傷)設(shè)計壽命與可用壽命的比值,設(shè)計壽命是我們之前在細(xì)節(jié)欄(Details view)中定義的1e6,可用壽命分析出來為1e7,2者相除為0.1。
· Safety Factor(安全系數(shù))給定最大安全系數(shù)SF值是15,本次分析的安全系數(shù)最小為1.1275,偏低。
· BiaxialityIndication (雙軸指示)應(yīng)力雙軸等值線用于確定局部的應(yīng)力狀態(tài),雙軸指示是較小與較大主應(yīng)力的比值(對于主應(yīng)力接近0的被忽略).因此,單軸應(yīng)力局部區(qū)域為B值為0,純剪切的為-1,雙軸的為1
· 等效交變應(yīng)力(Equivalent Alternating Stress)顯示零件的等效交變應(yīng)力。
· 疲勞敏感性( Fatigue Sensitivity )顯示出部件的壽命、損傷或安全系數(shù)在臨界區(qū)域隨載荷的變化而變化。
一個分析結(jié)果中再插入一個Fatigue Tool
按下圖輸入:
1. Fatigue Strength Factor(Kf)0.8;
2. 載荷類型,選擇History Data
3. 調(diào)入載荷歷程的歷史數(shù)據(jù)
4. 調(diào)整比例系數(shù)為1e-003
5. 將平均應(yīng)力修正選擇為Goodman;
如圖為歷史載荷數(shù)據(jù)
在結(jié)果中添加以下的分析結(jié)果
因為我們載入的歷程已含有1000次的加載,故設(shè)計壽命僅需選擇1000個歷程,約1000*1000=1e6次循環(huán)。
在Damage Matrix 輸了設(shè)計壽命 1000個歷程。
在 安全系數(shù)中 輸了設(shè)計壽命1000個歷程。
OK,按Solve求解。
其它的分析結(jié)果省略;
Rainflow陣列:顯示損傷發(fā)生在低應(yīng)力幅。
損傷陣列:顯示損傷發(fā)生在高應(yīng)力幅。
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