mechanica疲劳分析的简单应用

1、mechanica疲劳分析的简单应用 zlxlbean 版主最近在学习MECHANICA的疲劳分析模块，有点心得，发上来给大家参考一下基本概念1）高周疲劳材料在低于其屈服强度的循环应力下，经1e5以上循环次数而产生的疲劳2）低周疲劳材料在接近或超过其屈服强度的循环应力下，经1e21e5次塑性应变循环次数而产生的疲劳在高周疲劳中，疲劳的整个过程中弹性应变起主导作用。但在低周疲劳中，塑性应变逐渐成为疲劳破坏的主导因素，使应力寿命（SN）曲线随应力水平的提高趋于平坦。此时很难用应力描述实际寿命的变化，此时就产生了应变寿命曲线（EN曲线）。3）无限寿命对于钢而言，在SN曲线上，一般对应于N1e7应力可

2、视为在此应力下零件可承受无限多次循环，此应力即为持久极限。MECHNAICA使用的是EN方法。MECHANICA使用了通常的疲劳材料特性来模拟低合金钢、纯铁、铝合金和钛合金。这些特性不能得出实际应用中的准确的疲劳寿命，但可从中得知零件是否有疲劳破坏的隐患，是否需要进行进一步的分析。Mechanica疲劳分析的要求1）        3D实体或壳模型2）        各向同性的材料3）        1个静态分析4）        材料

3、必须输入疲劳特性项影响疲劳寿命的因素EN曲线是由标准尺寸（6mm直径）、材料的沙漏形抛光试棒加载对称循环载荷（拉伸或弯曲或扭转）得到的。实际应用中，下列因素会影响一个零件的持久极限。零件尺寸，Csize  圆棒直径6mm,Csize=1  圆棒直径（6mm<d<250mm）, Csize=1.189d(-0.097)* 载荷类型，Cload  测量载荷        目标载荷        Cload轴向     

4、   弯曲                1.25轴向        扭转                0.725弯曲        扭转                0.58弯曲        轴向   

5、             0.8扭转        轴向                1.38扭转        弯曲                1.72* 缺口影响，Cnotch* 表面光洁度的影响，Csur，见图，横坐标为Ra值* 表面处理方式的影响，Csur处理方法对持久极限的提高程度&

6、#160; 处理方法        喷丸        冷作        氮化抛光                +15%        +50%        +100%  磨               

7、 +20%        +0%        +100%  机加工        +30%        +70%        +100%  热轧                +40%        +0%   

8、    +100%  铸                +40%        +0%        +100%  锻                +100%        +0%        +100%综合上面所有

9、影响得到疲劳强度削减系数KfKf=1/(CnotchCsizeCloadCsur)现在我们用MECHANICA的疲劳分析模块来对一车轮轴进行分析。如图所示的车轮轴，假设为光轴，轴径50mm,钢制成，抗拉强度极限500Mpa，表面光洁度Ra=6.4,氮化处理。全长1250，轴承宽度25，轴荷10KN，假设车轮直径1m。设计寿命是50000km。50000km轮子转动圈数为50000000/3.14/1=1.6e7定义一个疲劳分析这里载荷类型使用定振幅（constant）的peak-peak(对称循环)定振幅中还有脉动循环zero-peak,用户定义循环user-defined另一个振幅类型是变振幅（variable amplitude）,可插入一个循环内的多个振幅值。运行分析 在疲劳分析结果窗口有四个选项：1）        log life对数表示的估计寿命轴上最小为4.6（1e4.6）<1.6e7,最大20(1e20),所以存在疲劳强度不足的部位