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1、ANSYS疲劳分析的例子金属材料在应力或应变的反复作用下所发生的性能变化叫做疲劳在常温下工作的结构和机械的疲劳破 坏取决于外载的大小。从微观上看，疲劳裂纹的萌生都与局部微观塑性有尖，但从宏观上看，在循 环应力水平较低时，弹性应变起主导作用，此时疲劳寿命较长，称为应力疲劳或高周疲劳；在循环 加力水平较高时，塑性应变起主导作用，此时疲劳寿命较短，称为应变疲劳或低周疲劳。不同的外部载荷造成不同的疲劳破坏形式，由此可以将疲劳分为：机械疲劳仅由外加应力或应变波 动造成的疲劳失效；蠕变疲劳循环载荷同高温联合作用引起的疲劳失效；热机械疲劳循环载荷和 循环温度同时作用引起的疲劳失效；腐蚀疲劳在存在侵蚀性化学介
2、质或致脆介质的环境中施加循 环载荷引起的疲劳失效；滑动接触疲劳和滚动接触疲劳载荷的反复作用与材料间的滑动和滚动接触相结合分别产生的疲劳失效：微动疲劳脉动应力与表面间的来回相 对运动和摩擦滑动共同作用产生的疲劳失效。机器和结构部件的失效大多数是由于发生上述某一种 疲劳过程造成的。疲劳分析步骤疲劳计算通常是在完成静力分析之后进行，主要有几个步骤：1 建立疲劳计算规模，定义材料疲劳参数，设置疲劳计算参数1 ).定义疲劳计算参数进行疲劳计算的节点位置可以大于5个，事件可取10个，每一事件可取三种载荷，如果需要， 可以选择较大的规模。Main menu general postptoc fatigue
3、size settings2) .定义材料的疲劳性质和疲劳计算相矢的材料性质如下：S-N曲线：描述交变应力强度(SMAX-SMIN) /2和疲劳循环次数尖系的曲线。Main menu general postptoc 一 fatigue S-N tableSM-T曲线：描述设计应力强度和温度的曲线。如果要考虑名义应力范围是否进入塑性，必 须计及该曲线Main menu general postptoc fatigue S M-Ttable弹塑性材料应变硬化指数M和NMain menu general postptoc fatigue elas-plas par 3 ).定义应力集中位置和应力集
4、中系数Main menu general postptoc fatigue stress locations3. 储存应力，指定事件循环次数和比例因子1 )储存应力人工储存应力Main menu general postptoc 从Jobname.rst文件中读取应力fatiguestore stresses -specified valMain menu general postptoc fatiguestore stresses -From rst file横戡面应力Main menu general postptoc fatiguestore stresses -at cross2)列表
5、显示、绘图显示或删除储存的应力P；列表显示每一个位置、每一个事件、每一个载荷或每一个应力条件下的储存应力Main menu general postptoc fatigue store stresses list stresses 以载荷数目函数的形 式显示某一特殊位置和时间的应力情况Main menu general postptoc fatigue store stresses Plot stresses 删除f诸存在某一位置 事件和载荷作用下的应力情况Main menu general postptoc fatigue store stresses Dele stresses3) 指定事
6、件重复次数和标定系数Main menu gen eral postptoc fatigue assign eve nt4) 获得正确的使用系数4. 激活疲劳计算Main menu general postptoc fatigue calculate fatig5. 查看计算结果Main menu list files other jobname.outl/un its,si /title, Fatigue analysis of cylinder with flat head筒体内径筒体厚度模型中筒体长 度平板封头厚度平板封头外测过 渡圆弧半径平板封头内侧应力释 放槽圆弧半径材料弹性模量材料
7、泊松比最高工作压力水压试验压 力最高/最低压力循环次数水压 试验次数参数设定Di=1000t=20 hc=nint(4*sqrt(Di/2*t)/10)*10 tp=60!r1=10!r2=10 exx=2e5 mu=0.3 p1=2 p3=2.88 n1=2e4n2=5/prep7 et,1,82 keyopt,1,3,1 mp,ex,1,exx前处理mp,nuxy,1,mu建立模型k,1,0,0k,2,Di/2+t k,3,Di/2+t,-(tp+hc) k,4,Di/2,-(tp+hc) k,5,Di/2,tp k,6,Di/2-r2,-tp设定单元类型设 定周对称选项定 义材料弹性模量
8、 定义材料泊松比定义尖键点定义应力释放槽圆弧中心尖键点k,7,0,-tpU,2l. 2.31.3.41.4.51,5,71,7,1LFILLT,1,2,r1al,allCYL4, kx(6),ky(6), r2,180ASBA,1,2wprot,90 wpoff,kx(6)-3*r2 asbw,allwprot,90 wpoff,tp+r2 asbw,all生成线esize,5MSHKEY,1 amesh,1 amesh,3 esize,2MSHKEY,0 amesh,4 fini*/soludl,3uy dl,65,symm生成外测过渡圆弧生成子午面生成应力释放槽面域面相减旋转工作平面移动工
9、作平面用工作平面切割子午面旋转 工作平面移动工作平面用工作平面切割子午面设定单元尺寸设定映射剖分 映射剖分面1映射剖分面3设 定单元尺寸设定自由剖分自 由剖分面4退出前处理筒体端部施加轴向约束筒体 端部施加轴向约束平板封头 对称面施加对称约束载荷步1选择内表面各线段time,1lsel,s,8lsel,aJ1,13 lsel,a,J5cmjcoml Ji neSFL,all,PRES,p1,allssolvefiniI *八后处八理/postlFTSIZE.1,2,2,生成内表面线组件内表面施加内压全选求解退出求解器进入后处理设定疲劳评定的位置数、事件数及载荷数I *水压试验循环*FP,1,1
10、e1,2e1,5e1,1e2,2e2,5e2FP,7,1e3,2e3,5e3,1e4,2e4,5e4FP,13,1e5,2e5,5e5,1e6FP,19,fs,4760,1,1,1,0,0,0,0,0,0!set,1 ,last!FSNODE,4760,1,2 fe,1, n2,p3/p1fs,4760,2,1,1,0,0,0,0,0,0 set,1 ,last*最高/最低压力循环FSNODE,4760,2,2FE,2, n1,1, FTCALC,1 finiFP,21,4000,2828,1897,1414,1069,724FP,27,572,441,331,262,214,159FP,33,138,114,93.1,86.2,FP,39,根曲线输入S- N数据储存节点4760对应其第二载荷的应力 设定事件循环次数及载荷比例系数进 行疲劳计算（并记录使用系数）储存节点4760对应其第一载荷的 应力读入第一载荷步数据储存节点4760对应其第二载荷的 应力设定事件循环次数及载荷比 例系数 储存节点4760对应其第一载荷的应力读入第一载荷步数据