/ C2 k% x" a8 U' {4 X) \4 N R3 H( G4 d+ r$ o' t
* ]$ L& x5 i/ X& {9 F. w1、疲劳破坏的原因及分类5 _1 w& j/ M/ `" V- U X
原因：
3 B- r5 ~) Z! V! M8 P- 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
" h5 _% G7 C6 U6 |3 M1 }0 J
分类：
, X D8 e5 ]' S( M7 p6 j& T- 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5 s" {% c. s L, n# p
1 k" w. y+ F7 G( W9 Z/ X2 P; n; o2、疲劳有限元分析步骤：
! p2 h: g! l6 ]9 c( a$ i- 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)0 M/ ?$ u$ c& l
No finish 不处理（即不考虑表面粗糙度对裂纹扩展的影响）& o# X" I4 h+ v8 v. p! z# ~
Polished 抛光
6 r* E+ o! ^' T: g1 M' n; vGround 磨削
7 u h6 T1 G. `4 L9 [) p5 RGood machined 好的切削表面
2 N: e) A0 M& N2 O2 s& NAve machined 一般的切削表面. Y8 t) |/ A9 [) f
Poor machined 差的切削表面
8 @* v5 K3 l; u8 X8 j- }- ^Hot rolled 热轧表面4 \) y6 s* N9 @
Forged 锻造表面
0 m+ A$ A: r6 v. V2 ?Cast 铸造表面! |# x o+ f5 ~0 d8 h
water corroded 水腐蚀表面
. ~/ Y6 Q" O) rseawater corroded 海水腐蚀表面
9 m# v( @& S! v& B6.定义被分析对象表面处理方法(surfacetreatment): f. _' ^2 g! b( Z: ~7 N
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）
7 H9 k( F! H; c. R( s' c/ z0 @Nitride 渗氮处理
+ V0 ~4 w; P, p' T+ L% hCold rolled 冷轧处理
6 h9 ?+ `" D& qShot peened 喷丸处理. d4 l. E6 s) }
7.Fatigue分析，通过应力计算出循环次数，即寿命。
: g9 o; r! g: u- m8.结果输出
: q$ O( D) g) `# E- V- s9 ?- S# `5 t疲劳有限元分析步骤( h) J4 ~: K( t! l
6 I1 t* i1 c/ j: \( z8 R( o7 }
& l. }* d; U. R) W- I
' E* Q) {+ }9 [( T! @9 i5 M
" A0 J4 C. ^/ R1 w$ Z' H
3、应力－寿命曲线（S－N曲线）3 T) Q1 h, B0 ?
- 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）
p$ f. e8 E3 K; }4 t4 D$ `
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* v. I: M1 O! o8 p7 J8 q7 a% `$ n% Z" E) |* p. y8 X+ t9 G
1 E# @+ }, w9 L8 U3 T4 e3 t7 Y
4、应变－寿命曲线（E－N曲线）
2 G& t; B* U' E$ J4 [- 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）
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( e- `! E/ ~. z) w- A/ ~7 e- W: x5 D- p. U! p n! b- {- l5 [' B
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5、高周疲劳的分析方法& c1 g8 k0 u" V$ q
- 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。) B8 S; }0 h* u2 m% ], |
$ {2 ]8 h# T" B- _: u( @+ Q6、低周疲劳的分析方法
+ s1 H" L5 n. ~. o- 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：
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S-W-T
8 Q- r4 }3 {5 Y- t9 x, f$ vMorrow* q4 k! J1 q, m$ E
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5.需要使用“塑性性能修正”(plasticitycorrection):' w5 ^( Z7 z# @4 e9 m3 ~
Neuber
- ~6 z0 t) R V- Y! F4 i7 i gMertens-Dittman) {# Z$ l8 l/ d0 C) t! R
Seeger-Beste' m) j& Z8 y# m$ l( o
# z3 `+ K; v6 L2 Z' i8 }& L& A: z! ~, B) h6 f6 C5 B
|
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡
