msc.fatiguestandalone疲勞分析實(shí)例

1、NSoft疲勞理論及應(yīng)用實(shí)例之姊妹篇Msc.Fatigue疲勞理論及應(yīng)用實(shí)例即將出版本書在NSoft疲勞理論及其應(yīng)用實(shí)例基礎(chǔ)上，具有以下特色以msc.fatigue standalone版本階紹操作，目前市面上絕無僅有！增加了 msc.fatigue與其它軟件，如 Ansys， hypermesh等軟件的接口部分！您對(duì)本書有何期待？歡迎留言。wguoj un yeah, net4.2載荷譜塊的創(chuàng)建與疲勞壽命計(jì)算實(shí)例421問題描述本練習(xí)中，我們已知某構(gòu)件的S-N曲線為S啟動(dòng)信號(hào)創(chuàng)建模塊，指定載荷譜文件名 從Tools菜單，選擇 Fatigue Utility|Load Management，在彈

2、出的對(duì)話框選擇Add an Entry. |Block program，如圖 4-22 所示。N =2.5工1010，若其一年內(nèi)所承受的典型應(yīng)力譜如表4-2中前兩欄所示，試估計(jì)其疲勞壽命。4.2.2創(chuàng)建載荷譜塊(1) 啟動(dòng)Msc.fatigue建立一新數(shù)據(jù)文件一 異 一雙擊圖標(biāo)：-iu，啟動(dòng) Msc.Fatigue 軟件。在主菜單中選擇 File菜單，并選擇New .菜單。輸入文件名 block.db，單擊 0K按鈕，進(jìn)入 Msc.Fatigue環(huán)境。tfl PTI1E - Database Opti onsNumber of entries : 15Current directory : C

3、:WlNDOWSTemp|J* Add an entrv.,.filesChan口eanMhList all entriesASCII convert + load廠 Search and listCopy from central Plot an entrvcopy frcm RemoteDelete entriesX_y time series廠 Validate datable.3c- psd entryMulti-channeL.Graphical create廠 New directorvWave for creationr mBupli C4te fileI Block progr

4、amIIK |Cancel |white NoiserainElow MatrixPsd matrixere肛電 psd from time圖 4-22接下來彈出圖4-23所示對(duì)話框，按如圖所示進(jìn)行填寫。圖 4-23點(diǎn)擊0K按鈕，彈出圖4-24所示窗體。圖4-23載荷譜塊創(chuàng)建向?qū)?點(diǎn)擊Amplitude按鈕。開始進(jìn)行載荷譜塊的創(chuàng)建。(2)定義第一個(gè)載荷譜塊然后點(diǎn)擊0K按鈕，彈出如圖4-24所示對(duì)話框。圖4-24 載荷譜塊的設(shè)置(3) 定義其它譜塊重復(fù)上述步驟，分別定義第2、3、4個(gè)譜塊。設(shè)置分別如下:pa PTHE Block PrograA Definit Block Number (zei

5、o to end)Cycle Amplitude|100000|Cycle MeanNumber of CyclesOKX Cancel點(diǎn)擊OK按鈕，屏幕提示輸入第5個(gè)載荷譜塊的信息，由于不存在第5個(gè)譜塊，所以載荷 譜的幅值、均值和循環(huán)次數(shù)保留為空，點(diǎn)擊Cancel按鈕。返回圖4-25所示窗體。1 DEOOCO poSntiJ.-1 |pftE.-,ori20川Hrnw已nd.)O-l-splye-dir1 H S* nGGO paoinit1from Ft 1IU1-? H DS. O. 73 nR!MS 丁E 刊戸1.019999E6ra PT IKE - D at ab as e Opt

6、ionsNumber of entries: 16Current directory: C:WINDOWST empP Add an entrv.r Chanoe on entry.List all anhissSearch and list* no.t.n.snhuDelete entriesP Validate database.Multi-channel.New directa叩r eXit|UK 11*(:前si |今 H* |圖 4-25(4) 顯示整個(gè)目標(biāo)載荷譜選擇Plot an entry選項(xiàng)，然后點(diǎn)擊OK按鈕，在接下來彈出的窗體繼續(xù)點(diǎn)擊0K按鈕，繪出4個(gè)譜塊的載荷實(shí)踐歷程。鯊5

7、直回超fLi* Di ijdy t* Am Juio屯il* Frtt,cni!x Pull rl&t HtlpDISPLAY OFt?y wwn圖4-26四個(gè)載荷譜塊的時(shí)間歷程從圖4-26中可以看出，載荷譜明顯地分為四塊，幅值越高，頻次越少；相反，幅值越低, 頻次越高，這也是一般目標(biāo)載荷譜的共同特征。在菜單中選擇File|eXit結(jié)束顯示。接下來彈出圖4-26所示窗體，選擇eXit選項(xiàng)，然后點(diǎn)擊 0K按鈕，結(jié)束載荷譜塊的創(chuàng)建。4.2.4進(jìn)行疲勞分析(1)啟動(dòng) nSoft從 Tools 菜單，選擇 Fatigue Utilities| Advanced fatigue utilities|St

8、ress丄ife Analysis 彈岀如圖4-28所示窗體圖4-28 SN分析向?qū)?chuàng)建一個(gè)疲勞分析工作文件，如上圖所示，文件名為Spectrum.fjb，擴(kuò)展名可以不加，軟件在保存該文件時(shí)會(huì)自動(dòng)加上。JOB文件是可以選擇和修改的，這一點(diǎn)對(duì)用戶非常有用。因?yàn)槟憧梢赃x擇舊的文件進(jìn)行分析，并修改其中的一些參數(shù)設(shè)置。JOB文件中包含了曾經(jīng)使用過的所有信息。(2)指定疲勞分析文件點(diǎn)擊OK按鈕，進(jìn)入載荷信息窗體如圖4-29所示。輸入下面的參數(shù)： In ter nal Un its = MPa Stress File name =BLOCK_LOAD.DAC其它選項(xiàng)采用默認(rèn)設(shè)置。圖4-29載荷信息窗體(3

9、)定義疲勞分析選項(xiàng)點(diǎn)擊0K按鈕，進(jìn)入下一向?qū)?，如圖 4-30所示。在本題中，由于沒有給出 P-S-N曲線, 給出的僅僅是 S-N曲線，所以存活率Certainty of Survival選擇50%，S-N曲線選擇零件的 S-N曲線，Component S-N，Miner常數(shù)取為1,損傷分析選擇 Standard標(biāo)準(zhǔn)方法。設(shè)置結(jié)果 如圖4-30所示。圖4-30疲勞分析選項(xiàng)向?qū)c(diǎn)擊0K按鈕，彈出圖4-31所示對(duì)話框，進(jìn)入 S-N曲線的具體定義。 (4)定義S-N曲線在圖4-31所示窗體，進(jìn)行如下設(shè)置Entry Method : Enter 進(jìn)行自定義 S-N曲線圖4-31 S-N曲線定義向?qū)缓簏c(diǎn)

10、擊0K按鈕，彈出如圖4-32所示對(duì)話框,圖4-32 S-N曲線定義對(duì)話框從圖4-32可以看出，S-N曲線的定義需要九個(gè)參數(shù)，需要引起讀者注意，這與我國疲勞分析行業(yè)對(duì) S-N曲線的常用表達(dá)方式有所不同，下面對(duì)其各個(gè)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)解釋。在nSoft中，把疲勞特性曲線分為三段來描述，如圖4-33所示。第一段一般定義在 （0，103），第二段一般?。?03, 106），第三段定義在（106,第一段是水平直線，認(rèn)為疲勞應(yīng)力不能超過si,第二段的斜率要大于 b2 b 1圖4-33 S-N曲線的描述對(duì)于本題給出的SN方程S2N =2.5 1010，需要先求出(si, Ni)和(S2, N2)兩個(gè)點(diǎn)。把2=10

11、00代入SN方程可得Si 二1025 漢 10飛 1000= 5000MPa;所以，圖4-32中的第1個(gè)點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行如下設(shè)置Fir st Life Point N1 : 1000stre ss Amplitude at N1,S1:5000MPa 把N2=1000代入SN方程b 5如010可得 S26158.11388MPa。2： 106對(duì)SN公式取對(duì)數(shù)，可得2log( S) log( N ) =10log( 2.5)所以，圖4-32中的第2個(gè)點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行如下設(shè)置second Life Point N2 : 1000000stress Amplitude at N2, s2:158.1138M

12、Pa所以log( S) = -0.5log( N ) 10log( 2.5)這里我們將S-N曲線的用一段直線來描述，所以b仁b2=-0.5。在圖4-32中進(jìn)行如下設(shè)置：slop after N2， SLOP : -0.5由于題中只是給出 S-N曲線的公式，并未給出應(yīng)力比，我們認(rèn)為給出的S-N曲線是在對(duì)稱載荷下試驗(yàn)得到的，所以R-Ratio of te st， R: -1在這里，由前面對(duì)于載荷的定義可以看出，最大疲勞載荷的幅值是150 MPa，我們認(rèn)為其小于斷裂極限，所以斷裂強(qiáng)度的設(shè)置只要大于150MPa即可，只要設(shè)置在大于 150MPa范圍內(nèi)，對(duì)計(jì)算結(jié)果就不會(huì)產(chǎn)生影響，因而這里設(shè)置為Ultim

13、ate Ten sile strength， UT s： 4000MPa點(diǎn)擊OK按鈕，完成S-N曲線設(shè)置，這時(shí)彈出疲勞系數(shù)修正窗體，如圖4-34所示。圖4-34 疲勞系數(shù)修正對(duì)話框(5)疲勞系數(shù)修正由于本例只進(jìn)行簡單的名義應(yīng)力疲勞分析，不考慮疲勞系數(shù)，所以將其設(shè)為1。Kf: 1.0點(diǎn)擊0K按鈕，進(jìn)入結(jié)果設(shè)置選項(xiàng)。(6 )結(jié)果設(shè)置及顯示結(jié)果設(shè)置向?qū)鐖D 4-35所示。這里最需要引起關(guān)注的是No of bins選項(xiàng)，它是指在雨流計(jì)數(shù)過程中，將載荷時(shí)間歷程劃分的區(qū)間數(shù)目，其大小直接影響到疲勞損傷的計(jì)算精度，由 于本題的結(jié)果是計(jì)數(shù)之后得到的，為提高計(jì)算精度，所以應(yīng)該設(shè)置的大一些，這里取允許的 最大值。

14、No of bins： 100疲勞損傷按實(shí)際損傷進(jìn)行計(jì)算，并要求創(chuàng)建計(jì)數(shù)結(jié)果文件和損傷時(shí)間歷程文件，載荷直 方圖采用默認(rèn)選項(xiàng)，所以進(jìn)行如下設(shè)置。Damage: ActualCycles file： YesDamage-time file : YesHi stogram: Auto圖4-35 結(jié)果設(shè)置向?qū)c(diǎn)擊0K按鈕，開始疲勞計(jì)算，計(jì)算完畢后，彈出如圖4-36所示的結(jié)果總結(jié)對(duì)話框。圖4-36 結(jié)果總結(jié)從圖上可以看出，疲勞損傷Damage為0.11967，疲勞壽命 Estimated Life為8.4RepeatS,即為8.4年。高級(jí)提示:實(shí)際上除了上述得到的疲勞分析結(jié)果，讀者可以通過DiSplay ReSultS選項(xiàng)調(diào)出疲勞