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疲劳分析,从零开始

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发表于 2012-8-7 09:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
疲劳分析计算的流程.pdf (169.07 KB, 下载次数: 36) ! ~$ i* g' K/ r- D# ?$ l

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测量应变、应力谱图
(1)衡量应力集中的区域,布置应变片
      可以通过模拟(有限元)或试验(原型上涂上一层油漆,待油漆干后施加载荷,油漆剥落的地方应力集中),确定应力集中的区域,然后按左下图在应力集中区域布置三个应变片:
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因为材料是各向同性,所以x,y方向并不一定是水平和竖直方向,但两者一定要垂直,中间一个一定要和x,y方向成45°角。三个应变片也可以重叠在一起(见右上图)。
(2)根据测的应变和材料性能,计算应力      
   测得的三个应变,分别记为εx, εy, εxy。两个主应力(假设只有弹性变形):
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其中,E为材料的杨氏模量,µ为泊松比。根据这两个主应力,可以计算出有些方法可能需要的等效应力(主要目的是将多分量的应力状态转化为一个数值,以方便应用材料的疲劳数据),如米塞斯等效应力:
或最大剪应力:
                 
实际测量的是应变-时间谱图,应力(或等效应力)-时间谱图可由上述公式计算。
(3)分解谱图
   就是对上面测得的应力(应变)-时间谱图进行分解统计,计算出不同应力(包括幅度和平均值)循环下的次数,以便计算累积的损伤。最常用的是雨流法(rainflow counting method)。
2 获取材料数据
    如果载荷频率不高,可以做一组简单的疲劳测试(正弦应力,拉压或弯曲均可,有国家标准):
得到一条应力-寿命(即循环次数)曲线,即所谓的S-N曲线:

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