" Q+ P! e" ^4 @ H2 s e
7 v% Q! i2 b8 E5 U& c' Q4 I! Z7 m
* n: @% a& \& _# S. @1、疲劳破坏的原因及分类
" P O9 q) C* M原因：& E. B6 S0 N3 s* r# X e! y& ^
- 应力波动引起的机械疲劳
- 循环载荷同高温联合作用引起的蠕变疲劳
- 循环受载部件的温度变动引起的热机械疲劳
- 零件之间的滑动和滚动接触相结合产生的接触疲劳5 L4 O: A ^& t( U+ z" d$ U
分类：
( q% F9 f' Q+ p4 N f- 高周疲劳(high circle fatigue)：循环次数≥104周次
- 低周疲劳(low circle fatigue) ：循环次数≤104周次# h, I! S. q7 g9 ^1 z/ @: h
( X7 s3 n, e" n
2、疲劳有限元分析步骤：: `' `4 F8 V4 y# L# b
- 通过静力学方法分析对象的应力分布；将计算的结果导入到fatigue分析模块；
- 定义疲劳分析的应力/应变的类型(一般选择Max. Abs. Principal，即主应力/应变绝对值的最大值)；对应了S－N曲线中的应力S或者E－N曲线中的应变。
- 输入载荷信息，即将第1步的计算结果导入；定义一个周期时间内的动载荷。
- 输入材料的S－N或者E－N曲线
- 定义被分析对象表面粗糙度(surface finish)
9 j. ~7 W- V& B: B Q( z+ ?# n
No finish 不处理（即不考虑表面粗糙度对裂纹扩展的影响）
7 q: n. b4 h9 j( h1 G6 a1 `/ HPolished 抛光
# f- a% Q- j' q: w8 ^3 _3 `2 dGround 磨削
8 ^; d3 j4 n K: uGood machined 好的切削表面/ t7 n& e, X0 d
Ave machined 一般的切削表面
$ e5 ^* I; _" F) lPoor machined 差的切削表面 t; M+ [7 }6 Q8 V! `4 I
Hot rolled 热轧表面
2 k6 _2 A% @1 S" m( pForged 锻造表面
! g- j$ i6 W9 l. E7 P& FCast 铸造表面6 O* c& I( A/ {; i+ ?5 n# _
water corroded 水腐蚀表面
( ]- F( [2 A; I: T' oseawater corroded 海水腐蚀表面
/ h8 \& t3 m3 n6.定义被分析对象表面处理方法(surfacetreatment)0 F/ @5 E, o* ^' S
No treatment 没有表面处理（即不考虑表面处理方式对裂纹扩展的影响）2 ^# l* P) Z0 j+ e5 m
Nitride 渗氮处理: x' N; x0 a8 ?" C+ O
Cold rolled 冷轧处理5 [' u# i. i) x, Z0 g8 h2 t
Shot peened 喷丸处理5 O5 E( K. f0 ?+ z' H4 b; a
7.Fatigue分析，通过应力计算出循环次数，即寿命。7 ]7 H8 [/ r8 t
8.结果输出
! F) W' J" `) ]0 g4 i9 L$ X疲劳有限元分析步骤
- O [( c2 `" v: C+ ?( @2 A3 s6 R9 |- {# k( `/ u, r# S$ H0 j0 G9 u+ r) c; {
9 T% C; B, h1 b
& b) ]" i% \+ U) v% L7 f0 `" h; P' j+ [1 k3 C+ F2 g: e0 y. r2 n
3、应力－寿命曲线（S－N曲线）3 p; N6 j1 } T( r: A
- S－N曲线的横坐标为循环次数N(number)，纵坐标为单轴应力S(stress)；所以S－N曲线称为应力－寿命曲线。
- 试验方法为：给试件施加单向载荷，使试件内部产生有规律的循环载荷(如正弦)；当试件失效时，记录载荷的循环次数N；从大到小改变S值，得到不同的N值，对数据进行概率统计分析后即可建立S－N曲线。
- 应力－寿命曲线（S－N曲线）* ]6 z; j7 d9 j5 h7 d9 @. a- F! m3 \
) b% z# i& D, ]6 P2 T8 A& k
. P' ~9 T" [4 A3 Z4 v( J% `
* O4 i4 N: M: l- J$ n, V) n4 ?
/ j- p4 R" v: H b2 O6 _4、应变－寿命曲线（E－N曲线）
# Q( M" n2 v& J! j5 {9 p: S- E－N曲线的横坐标为循环次数N(number)，纵坐标为应变E(strain)。所以E－N曲线也称为应变－寿命曲线。
- E－N曲线的纵坐标也可以是“剩余强度”，所谓剩余强度(residual strength)指含裂纹材料的静承载能力。
- 试验方法为：与S－N曲线相比，E－N曲线试验时测量的是应变或剩余强度。
- 应变－寿命曲线（E－N曲线）% @ f8 b# b4 {, Z% D' O9 M
* W+ O) V6 S' s4 l) V
/ l( j3 s' |7 y2 J/ l5 C! q. e/ p
0 W p- R8 v5 t. i# B$ V
5、高周疲劳的分析方法' D/ ~: q- p8 S: a. _ S/ d
- 假设零件只发生弹性变形，所以零件的应力幅值不大。
- 高周疲劳可以使用S－N曲线，也可以使用E－N曲线。
- 可以考虑裂纹导致的疲劳，也可以不考虑。
- 作为较简单的分析，发生高周疲劳的零件寿命一般很长或者有无限寿命，所以高周疲劳分析也称为全寿命分析。
7 U: f# W4 g9 R: K; k; Y' w* Q, w
1 k& z' g8 k0 a8 ]( C6、低周疲劳的分析方法7 F3 E4 K( L: L5 i% Z3 F
- 在循环次数较少(低周)的情况下如果会产生疲劳破坏，一般零件受到的应力较大。
- 低周疲劳使用E－N曲线，一般不使用S－N曲线，因为在低周疲劳时应力－应变不是线性的，即通过线性关系由应力推导出的应变是不准确的。
- 必须考虑裂纹对疲劳的影响，所以低周疲劳分析也称为初始裂纹法(Crack Initiation )。
- 分析方法有：/ B8 ^: n. K7 k1 _7 d
S-W-T) E. h) j5 V' g% O. J( ]( W6 t
Morrow! A/ |6 s6 v1 ^- o5 \# S2 M# D
None
6 Q, j* ~! s. W5.需要使用“塑性性能修正”(plasticitycorrection):/ J2 I; q. r+ _5 t; T' K
Neuber2 t& z# U4 @5 K3 m
Mertens-Dittman! ]) i% @; {) D( ?: f
Seeger-Beste6 t; v2 e9 E+ N9 G
5 ^0 b" {3 [/ ]
7 m& x! K* W' p |
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡
