1 G; _$ F. E' l2 W+ K; V0 { \% i' A( l5 F' o; d9 G! _
/ e: D g) U( m4 f! k1、疲劳破坏的原因及分类
) E4 ?7 U' Q: ^3 V原因： Z( c- j Z8 x( q5 ?3 ]: B# Q
- 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$ A9 X+ ?# |% D* _
分类：, [4 T( F9 Y2 ~. `
- 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
2 w+ f8 v- v$ Q! K+ @7 d
- E# R9 P. s* t% ?7 r- {2、疲劳有限元分析步骤：
" O. S) M. `1 d ?0 d" e- 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)
: ^2 c$ E9 ?* W$ K5 l
No finish 不处理（即不考虑表面粗糙度对裂纹扩展的影响）
: e3 H* ]- R! t& ?7 b( L6 ]5 WPolished 抛光) R) t; d6 g0 w: ^0 F8 R M( j/ }
Ground 磨削
5 ], G, s( _/ b6 a; L& \Good machined 好的切削表面
/ c$ o- ]/ c% w8 C3 Z! vAve machined 一般的切削表面
" b2 v1 o- }: D D1 N8 G) |Poor machined 差的切削表面1 Z4 s3 }: B9 z9 J9 s9 R
Hot rolled 热轧表面
* l0 y0 Y* W- D2 X5 I# {- KForged 锻造表面
& l% L$ [5 z- \! |5 F1 q: oCast 铸造表面7 Q- n: M- r w. U
water corroded 水腐蚀表面
; j7 e% Z, k4 X a* Tseawater corroded 海水腐蚀表面
/ S& q& s# L( x' V/ v6.定义被分析对象表面处理方法(surfacetreatment)0 K4 d1 T2 ]) l0 S) t/ m: h
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）. b" y+ p& [ q) o3 Z5 ^
Nitride 渗氮处理" l8 C# g* e8 L4 Y' z
Cold rolled 冷轧处理' v$ K# N/ v' h1 t/ h" c
Shot peened 喷丸处理# b. D0 T4 D1 o9 f
7.Fatigue分析，通过应力计算出循环次数，即寿命。
2 r' w$ p, Y2 W) O, I8.结果输出, f% |% _) `1 ]* b, Q
疲劳有限元分析步骤# s6 A. Q q' @: o5 c$ i
4 \7 h( Y. Q2 R! G* v* ^! [
$ j* \* b0 d4 T8 E7 d) M9 G( d
" V/ i; |! v( i' g O2 ]2 j* L" t y
3、应力－寿命曲线（S－N曲线）, G. e6 m% a8 v# m+ S* F7 c
- 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）* U" H: V; m. d! J- _1 C
* F7 v: G \6 b+ t) r8 ^) P# A
3 u2 R: `8 j2 W& t7 y6 ^8 F/ Y% N
1 b# q" R; q J+ u# Y9 V5 B/ A% N1 f* Y& N
4、应变－寿命曲线（E－N曲线）
0 Q$ n! R3 P+ Y3 Y* `- 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）0 ?8 e% `5 s. v# Y5 H
" h9 g" l( R; B# u, q
# Q, e1 z$ J X9 P2 e/ o2 ]7 e* R
, y/ j. a0 q( E: D, m/ X7 k3 J4 K& y q( K9 S
5、高周疲劳的分析方法
% x& P2 ?) q& d" r( l- 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。+ g8 D0 D( Q+ |0 N
, U3 R0 f8 [2 O" {6、低周疲劳的分析方法) W; U7 S" t6 O/ A
- 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：) C& i: s1 D+ s) D! T
S-W-T1 e+ l, X# X. o$ C- O U7 c
Morrow l! O: s& j& b) b- B9 P8 _/ V/ S
None; A1 R Q e! g& V
5.需要使用“塑性性能修正”(plasticitycorrection):5 F4 X% x5 Q3 i1 P! K, q
Neuber, X8 @+ o& ^/ z! K2 d. n
Mertens-Dittman" z7 h2 b- r P2 _
Seeger-Beste; D# n% I* n0 X6 d! x
. B$ ] b: G# z. c' Z/ |, x2 ~4 X4 j) s& {* ~! v
|
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡
