起落架的疲劳分析.doc

起落架的疲劳分析 (Fatigue Analysis of a Landing Gear)在本课中您将对小型飞机的起落架进行疲劳分析。这里已经定义了静态算例。该起落架承受可变高度幅度疲劳载荷。在本课中，您将学习以下内容： 定义可变高低幅度疲劳装载事件 使用库曲线 基于 ASME 数据定义 S-N 曲线 查看可变高低幅度装载的疲劳结果并进行解释。要打开起落架装配体：单击此处 打开 Landing_Gear.sldasm（或浏览到 Fatigue Landing_Gear.sldasm）。该装配体文件包括具有已定义的载荷和约束的静态算例。您可以使用此算例作为参考算例来定义疲劳装载事件。注意：您将 S-N 曲线定义为静态算例中定义材料的一部分。 要定义 S-N 曲线：1. 在 COSMOS AnalysisManager 树中， 用右键单击静态算例中的实体文件夹，然后选择应用材料到所有。材料对话框出现。2. 单击疲劳 S-N 曲线标签。3. 在源框中，单击从材料弹性模量派生。4. 单击基于 ASME 奥氏体钢曲线。该曲线图形将出现在预览区域，并且在表格内显示出数据组。 5. 单击确定。要将零件网格化并运行静态算例：1. 在 COSMOS AnalysisManager 树中，用右键单击网格图标，然后选择生成网格。2. 在网格 PropertyManager 中的选项下应用以下设置。3. 检查载荷和约束。注意，模型中未包括起落架轮。在轮和轴连接处的总轴承力为 6,000 英磅。 4. 选中网格化后运行分析，然后单击 。5. 查看静态算例的结果。您将定义疲劳算例并设定其属性。要生成疲劳算例：1. 在 COSMOS AnalysisManager 树中，用右键单击算例图标，然后选择算例。算例 PropertyManager 出现。2. 在名称下，键入新名称或接受默认名称。3. 在类型下，单击疲劳。4. 单击 。COSMOSWorks 在树中生成疲劳算例。要设定疲劳算例的属性：1. 在 COSMOS AnalysisManager 树中，用右键单击疲劳算例图标，然后选择属性。疲劳对话框出现。注意：由于在本课中未使用恒定高低幅度事件，因此无需用到“恒定高低幅度事件交互作用”框。2. 在可变高低幅度事件选项中，执行以下操作： 设定雨流记数箱数为 25。 设定低于最大范围 % 的过滤载荷周期为 0。注意：这意味着不管每个周期的交替应力有多小，都将对其进行计数。3. 在计算交替应力的手段框内，单击对等应力（von Mises）。4. 在平均应力纠正下，单击Gerber。注意：Gerber 方法常用于延性材料。5. 在疲劳强度缩减因子(Kf)框内，键入 1。（无缩减）。6. 单击无限生命并将其设定为 1e7.7. 单击确定 。您可基于先前对模型进行的静态算例来定义可变高低幅度装载事件。要更改事件类型：1. 在 COSMOS AnalysisManager 树中，用右键单击装载图标，然后选择更改事件类型。更改事件类型 PropertyManager 出现。2. 单击可变历史数据。3. 单击 。要定义可变高低幅度疲劳装载事件：1. 在 COSMOS AnalysisManager 树中，用右键单击装载图标，然后选择添加事件。添加事件（可变） PropertyManager 出现。2. 单击获取曲线。载荷历史曲线对话框出现。3. 单击获取曲线4. 浏览到 COSMOSWorks 的安装文件夹，选择 Sample SAE Curves.cwcur。 5. 在曲线库下，选择SAE 暂停，并单击确定。该曲线即被装入。 注意：曲线的第一个高低幅度为 -999，平均值为负数。正如在算例属性中指定的那样，将使用 Gerber 方法来进行平均应力纠正。6. 单击确定。注意：在时间历史记录中的第一个高度幅度为 -999。假设该值对应于总负载为 12,000 英磅（两倍于静态算例中应用的总负载）。下一步中的比例因子 (SF) 应计算为： SF = (12000/6000)(1/-999)=-0.00207. 在算例单元格中，选择静态算例。设定静态算例相关联的比例因子为 -0.002。 注意：COSMOS 以同样方式来改变应力大小。例如，疲劳载荷高低幅度 A 相关联的最大 von Mises 应力等于 (-0.002)(A)(S)，这里的 S 是某一位置上静态算例相关联的应力。8. 将实例数 设置为 1。 9. 单击 。要运行疲劳算例：用右键单击疲劳图标，然后选择运行。该程序将生成结果文件夹，并将疲劳结果图解保存在该文件夹内。要查看破坏图解：1. 用右键单击结果文件夹，然后选择定义疲劳图解。2. 单击破坏图解。3. 单击 。显示出破坏图解。最大破坏图解显示为 .00015611。该破坏图解表明，在经过指定的可变高低幅度疲劳装载事件的 1/(最大破坏)= 1/(.00015611)= 6,406 块（重复）后，起落架轴可能由于疲劳而失灵。这一结果可通过下一步骤中的整个生命图解来进行验证。要生成生命图解：1. 用右键单击结果文件夹，然后选择定义疲劳图解。2. 单击生命图解。3. 单击 。显示出生命总数图解。注意：以上计算出的最小总寿命为 6,406。要查看雨流矩阵：1. 用右键单击结果文件夹，然后选择定义矩阵图。2. 选择最差损坏位置。3. 在类型菜单中选择雨流