1、 新疆大学目录目录 疲劳简介疲劳简介1 结构分析结构分析2 疲劳分析应用疲劳分析应用3 理论与展望理论与展望4 新疆大学疲劳简介疲劳简介l 强度、刚度和疲劳寿命是对工程结构和机械使用的强度、刚度和疲劳寿命是对工程结构和机械使用的三个基本要求，其中疲劳破坏是工程结构和机械失三个基本要求，其中疲劳破坏是工程结构和机械失效的主要原因之一，引起疲劳失效的主要原因是重效的主要原因之一，引起疲劳失效的主要原因是重复载荷。复载荷。l 从微观上看，疲劳裂纹的萌生都与局部微观塑性有从微观上看，疲劳裂纹的萌生都与局部微观塑性有关，但从宏观上看，在循环应力水平较低时，弹性关，但从宏观上看，在循环应力水平较低时，弹性
2、应变起主导作用，此时疲劳寿命较长，称为应力疲应变起主导作用，此时疲劳寿命较长，称为应力疲劳或高周疲劳；在循环应力水平较高时，塑性应变劳或高周疲劳；在循环应力水平较高时，塑性应变起主导作用，此时疲劳寿命较短，称为应变疲劳或起主导作用，此时疲劳寿命较短，称为应变疲劳或低周疲劳。低周疲劳。l 疲劳寿命是指结构或机械直至破坏所作用的循环载疲劳寿命是指结构或机械直至破坏所作用的循环载荷的次数或时间。荷的次数或时间。 新疆大学疲劳简介疲劳简介0asmLasmUa工程裂纹无裂纹小裂纹大裂纹裂纹长度a裂纹扩展寿命全寿命cra图1 三阶段疲劳破坏模型图中： 小裂纹的上限尺寸 小裂纹的下限尺寸 工程 裂纹尺寸 临
3、界裂纹长度smLasmUa0acra 新疆大学 结构分析结构分析 三维建模三维建模1 网格划分网格划分2 分析结果分析结果3 三维建模三维建模1 网格划分网格划分2 分析结果分析结果3 新疆大学三维建模三维建模在ANSYS中建立模型 新疆大学网格划分网格划分模型采用六面体网格 Nodes:67516Elements:36758 新疆大学分析结果分析结果从上图中可以看到最大应力出现在联接孔处，此处作为疲劳分析的重点对象。 新疆大学疲劳分析应用疲劳分析应用非恒定振幅载荷 新疆大学疲劳分析应用疲劳分析应用寿 命安全系数 新疆大学疲劳分析应用疲劳分析应用载荷-寿命曲线图 新疆大学疲劳分析应用疲劳分析应
4、用损伤矩阵雨流矩阵 新疆大学理论与展望理论与展望u雨流法理论u线性疲劳累积损伤理论u非线性疲劳累积损伤理论 新疆大学雨流法理论 目前雨流计数法有多种，但差别不大，常用的雨流计算法的计算规则为：（1）雨流起点依次在每个峰（或谷）的内侧；（2）雨流在下一个峰（或谷）处落下，直到有一个比其大的峰 （或更小的谷）为止；（3）当雨流遇到来自上面屋顶流下的雨流时，就停止；（4）取出所有的全循环，并记录下各自的幅值和均值。 新疆大学疲劳极限图疲劳极限图11mab211mabGerber抛物线模型：Goodman直线模型：Soderberg直线模型：11mas 新疆大学 Goodman适用于低韧性材料，对压缩平均应力没能作修正 ; Soderberg比Goodman更保守，大多数情况下适用于脆性材料; Gerber理论能够对韧性材料的拉伸平均应力提供很好的拟合,但它不能正确地预测出压缩平均应力的有害影响. 新疆大学今后工作今后工作 从以上的有限元分析，可以得出机械零部件疲劳寿命和疲劳损伤，能更好预测材料在交变载荷作用下的循环寿命。但其中还有许多理论有待解决： 1.线性疲劳累积损伤理论； 2.非线性疲劳累积损伤理论； 3.局部应力应变的稳态法和瞬态法； 4.实验数据与计算数据的吻合。 新疆大学精品课件精品课件！ 新疆大学精品课件精品课件！ 新疆大学
