" W5 [, u( p. D0 c7 p: R" s5 b/ O
' ]& Y9 `3 N1 K1 G) g3 Z+ U( z f
$ H( a9 G6 y* r/ o1、疲劳破坏的原因及分类
9 g' s( K5 o( a( O/ M' k0 X原因：
8 G; C2 ]+ I% S* i% c _4 o3 f0 E+ e- 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
" Q$ y( o. [* l; J4 {& m7 m
分类：
4 K6 j1 f8 ~0 a8 v- 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
! D3 H3 c6 R; p+ j8 H
$ L% r- a7 C( m! L. |2、疲劳有限元分析步骤：
. k5 ]& Y) w+ R9 k- 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)& ^4 n9 _" l8 r# d' C" a, ~
No finish 不处理（即不考虑表面粗糙度对裂纹扩展的影响）
+ A4 B9 C$ E4 {Polished 抛光" b) g8 z0 i2 ]% o
Ground 磨削, v X# Q/ Z, O8 z, ?
Good machined 好的切削表面. E: O4 ~, `" n: G( B5 F) ?; I
Ave machined 一般的切削表面: M" r8 _$ e7 K
Poor machined 差的切削表面
* o2 ?, F' d! Q' c JHot rolled 热轧表面& T, u$ ~% O; H' r8 P0 w
Forged 锻造表面
: E4 ~7 E5 g0 eCast 铸造表面0 y) V& t& p6 D) l" J) s* Y
water corroded 水腐蚀表面
% v! k- \6 I- a: i3 Y( X8 {seawater corroded 海水腐蚀表面
6 G# h1 |+ `" h* t- `3 q1 e6.定义被分析对象表面处理方法(surfacetreatment)+ s+ c* V8 X5 f& C& l' {5 V3 C
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）
# E& x$ ]' ?; ^ C3 DNitride 渗氮处理 G: B, o6 }$ Q/ Z3 [: L E
Cold rolled 冷轧处理3 t" C, ?. V( O5 V) w* f
Shot peened 喷丸处理# b' Z9 q6 W" s' a1 `+ b
7.Fatigue分析，通过应力计算出循环次数，即寿命。
/ \5 U! I& V" \/ k5 p$ X) w' Q8.结果输出/ x5 ?5 W) p; G
疲劳有限元分析步骤) U' P2 p) m/ v) }6 L
1 ~! G8 [9 f8 e7 i5 d/ W& w1 b
. Q6 ^$ E$ u, w0 k
" q0 Y, J$ ?7 a: \* @/ B1 k- [5 E9 k" H; T! I* d( C' q4 M9 o
3、应力－寿命曲线（S－N曲线）# t+ |1 U2 a h
- 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）: P0 H# F7 x3 ?- x2 x/ E S: x3 `
* y! L3 L3 @# F- @7 T
- V7 A2 P% z" x! M2 r
5 }1 A- W5 S% \% m6 T
; H( |9 l7 }' \/ y& K. s$ l$ W
4、应变－寿命曲线（E－N曲线）, K9 v" W4 i9 ?: O3 A3 @* B
- 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）
2 W6 i+ t, u H- [/ k
0 `) c% i1 c* E0 d) L( G/ a( M
3 E, k4 |" } K' `' ]) J ~: l5 D
9 N( i- n2 ~& T/ `. |( ] n }9 K! I$ x/ P5 H
5、高周疲劳的分析方法
7 a8 O" t K" x+ ~- X0 @4 p- 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。
+ Z' d% G7 b& r. j, H
8 H! J1 d9 ~1 E+ ]
6、低周疲劳的分析方法/ i. n0 I: R6 L
- 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：. p/ q/ i: M7 P* S/ K
S-W-T! V3 c- h7 _; N3 Y, V: [
Morrow
9 ^2 Y+ d5 G. X V% r. s R* cNone, U4 W+ q" q. m5 H
5.需要使用“塑性性能修正”(plasticitycorrection):
$ _# z2 A: |0 m8 p0 Y. ?Neuber# y: ~3 F& W' I4 d
Mertens-Dittman
: W. W7 K) X& h/ ^% o H/ v) I8 {, a8 QSeeger-Beste! t+ k( I1 Q& R, x- Z8 j) Z3 T
5 u0 n# G4 T: M4 m# g, ~/ K2 s* [* \4 S3 F: t
|
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡
