一、疲勞分析概述
疲勞設計(無限壽命,安全壽命,破損-安全,損傷容限,耐久性)
規范或標準(BS7608;EuroCode3;FKM;IIW;DVS-1612;國內各行業)
疲勞分析方法(斷裂分析;名義應力法,局部應力,結構應力法,應變法,概率應 力應變法)
疲勞分析假設(材料一般為鋼,鑄鐵,鋁合金<塑料,復合材料不成熟>;溫度在-20至500;無腐蝕環境;存活 率95%)
疲勞分析商業軟件(Ncode Design-Life)
疲勞分析功能與特征(應力疲勞;應變疲勞;裂紋擴展; 多軸疲勞; 熱疲勞;焊縫疲勞;焊點疲勞;隨機振動疲勞;蠕變疲勞;概率疲勞)
疲勞分析應用趨勢(靜強度基礎上越發重視疲勞分析;低周疲勞完善;焊縫疲勞評估;隨機振動疲勞、熱機疲勞分析成為熱點;復合材料, 塑料材料疲勞將成趨勢)
二、疲勞分析流程
1、疲勞分析于CAE產品分析中的流程位置
2、疲勞分析步驟
三、疲勞分析類型
1、應變疲勞
2、多軸疲勞(如臨界面法等)
3、焊縫疲勞
如:2007年曾參與的垃圾車底架焊縫疲勞評估咨詢項目。整個分析基于ansys結構求解后的結果,然后以APDL遵循IIW規范完成。這5年時間左右,完成的焊縫疲勞分析項目增加?;贗IW和FKM規范,進行名義應力法、結構應力法和有效缺口法進行項目咨詢。
4、隨機振動疲勞
隨機載荷的動力響應分析不需要完全的瞬態分析
疲勞分析相當快
分析可以在設計早期進行
能交互分析各種假定
5、熱機疲勞
發電設備中的渦輪葉片
內燃機部件等
6、蠕變
當溫度T >=( 0.3~0.5)Tm(Tm為熔點)時,金屬材料收到恒定載荷的持續作用,發生與時間相關的變形,稱為蠕變。
四、焊縫疲勞評估方法
五、疲勞測試實驗
材料S-N曲線或ε-N曲線的測試,包括多次測試,考慮分散度因素;
相關疲勞影響因素的測試和測定,如考慮不同的加工手段,載荷類型,尺寸效應,熱處理方式,表面形式等;
實際部件疲勞臺架試驗;
實際產品工作狀態疲勞壽命跟蹤或測試。
疲勞分析往往需要疲勞測試做為輸入,支撐和校核。
六、疲勞分析價值
強度評估中,在靜強度分析日益合理準確的前提下,越發關注產品失效破壞中很重要的一部分疲勞強度的分析和校核,這對產品的精益設計和研發有較大重要意義
七、疲勞項目案例
成都安世亞太完成過的疲勞咨詢項目包括:
印刷機疲勞強度分析
割草機隨機振動疲勞
垃圾車車架焊縫疲勞
壓力容器焊縫疲勞
電機機座隨機振動疲勞
壓力容器蠕變疲勞
壓力容器螺栓疲勞
電機轉子轉軸疲勞等