Cosmos疲勞分析 (Fatigue Analysis)

2013-06-13  by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM  來源:仿真在線

Cosmos疲勞分析 (Fatigue Analysis)

我們注意到,即使引發的應力比所允許的應力極限要小很多,反復加載和卸載在過一段時間后也會削弱物體。 這種現象稱為疲勞。 每個應力波動周期都會在一定程度上削弱物體。 在數個周期之后,物體會因為太疲勞而失效。 疲勞是許多物體失效的主要原因,特別是那些金屬物體。 因疲勞而失效的典型示例包括,旋轉機械、螺栓、機翼、消費產品、海上平臺、船舶、車軸、橋梁和骨架。

線性和非線性結構研究無法預測疲勞造成的失效。 它們會計算專為指定約束和載荷環境設計的反應。 如果遵守了分析假設,并且算出的應力在允許的限制范圍內,則它們認為無論應用多少次載荷,該設計在此環境中都是安全的。

靜態研究的結果用作定義疲勞研究的基礎。 某一位置發生疲勞失效所需的周期數取決于材料和應力波動。 對于特定材料而言,這些信息由曲線(稱為 S-N 曲線)給出。

疲勞失效的階段
疲勞失效有三個階段:

階段 1。 材料中形成一處或多處裂紋。 材料的任何位置都可能形成裂紋,但通常發生的位置是邊界面,因為這里有更高的應力波動。 裂紋產生的原因有很多。 材料細微結構的缺陷以及加工或處理引起的表面刮擦都是其中的原因。

階段 2。 部分或所有裂紋因繼續應用載荷而增大。

階段 3。 設計為容忍所應用載荷的能力繼續惡化,直到失效發生。

疲勞裂紋開始于材料表面。 加強模型表面可以延長模型在疲勞下的壽命。

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