細(xì)解Ansys疲勞壽命分析概要

細(xì)解Ansys疲勞壽命分析-08-2917:16by:有限元來源:廣州有道有限元ANSYSWorkbench疲勞分析本章將介紹疲勞模塊拓展功效的使用:–使用者要先學(xué)習(xí)第4章線性靜態(tài)構(gòu)造分析.?在這部分中將涉及下列內(nèi)容:–疲勞概述–恒定振幅下的通用疲勞程序，比例載荷狀況–變振幅下的疲勞程序,比例載荷狀況–恒定振幅下的疲勞程序，非比例載荷狀況?上述功效合用于ANSYSDesignSpacelicenses和附帶疲勞模塊的更高級(jí)的licenses.A.疲勞概述?構(gòu)造失效的一種常見因素是疲勞,其造成破壞與重復(fù)加載有關(guān)?疲勞普通分為兩類:–高周疲勞是當(dāng)載荷的循環(huán)（重復(fù)）次數(shù)高(如1e4-1e9)的狀況下產(chǎn)生的.因此，應(yīng)力普通比材料的極限強(qiáng)度低.應(yīng)力疲勞（Stress-based）用于高周疲勞.–低周疲勞是在循環(huán)次數(shù)相對(duì)較低時(shí)發(fā)生的。塑性變形經(jīng)常隨著低周疲勞，其闡明了短疲勞壽命。普通認(rèn)為應(yīng)變疲勞（strain-based）應(yīng)當(dāng)用于低周疲勞計(jì)算.?在設(shè)計(jì)仿真中,疲勞模塊拓展程序（FatigueModuleadd-on）采用的是基于應(yīng)力疲勞（stress-based）理論，它合用于高周疲勞.接下來，我們將對(duì)基于應(yīng)力疲勞理論的解決辦法進(jìn)行討論.…恒定振幅載荷?在前面曾提到,疲勞是由于重復(fù)加載引發(fā):–當(dāng)最大和最小的應(yīng)力水平恒定時(shí),稱為恒定振幅載荷.我們將針對(duì)這種最簡樸的形式，首先進(jìn)行討論.–否則，則稱為變化振幅或非恒定振幅載荷…成比例載荷?載荷能夠是比例載荷,也能夠非比例載荷:–比例載荷,是指主應(yīng)力的比例是恒定的,并且主應(yīng)力的削減不隨時(shí)間變化.這實(shí)質(zhì)意味著由于載荷的增加或反作用的造成的響應(yīng)很容易得到計(jì)算.–相反,非比例載荷沒有隱含各應(yīng)力之間互相的關(guān)系,典型狀況涉及:?在兩個(gè)不同載荷工況間的交替變化?交變載荷疊加在靜載荷上?非線性邊界條件…應(yīng)力定義?考慮在最大最小應(yīng)力值σmin和σmax作用下的比例載荷、恒定振幅的狀況:–應(yīng)力范疇Δσ定義為(σmax-σmin)–平均應(yīng)力σm定義為(σmax+σmin)/2–應(yīng)力幅或交變應(yīng)力σa是Δσ/2–應(yīng)力比R是σmin/σmax–當(dāng)施加的是大小相等且方向相反的載荷時(shí),發(fā)生的是對(duì)稱循環(huán)載荷.這就是σm=0,R=-1的狀況.–當(dāng)施加載荷后又撤除該載荷,將發(fā)生脈動(dòng)循環(huán)載荷.這就是σm=σmax/2,R=0的狀況.…應(yīng)力-壽命曲線?載荷與疲勞失效的關(guān)系，采用的是應(yīng)力-壽命曲線或S-N曲線來表達(dá):–若某一部件在承受循環(huán)載荷,通過一定的循環(huán)次數(shù)后,該部件裂紋或破壞將會(huì)發(fā)展，并且有可能造成失效–如果同個(gè)部件作用在更高的載荷下,造成失效的載荷循環(huán)次數(shù)將減少–應(yīng)力-壽命曲線或S-N曲線,展示出應(yīng)力幅與失效循環(huán)次數(shù)的關(guān)系?S-N曲線是通過對(duì)試件做疲勞測試得到的–彎曲或軸向測試反映的是單軸的應(yīng)力狀態(tài)–影響S-N曲線的因素諸多,其中的某些需要的注意，以下:–材料的延展性,材料的加工工藝–幾何形狀信息,涉及表面光滑度、殘存應(yīng)力以及存在的應(yīng)力集中–載荷環(huán)境,涉及平均應(yīng)力、溫度和化學(xué)環(huán)境?例如,壓縮平均應(yīng)力比零平均應(yīng)力的疲勞壽命長,相反,拉伸平均應(yīng)力比零平均應(yīng)力的疲勞壽命短.?對(duì)壓縮和拉伸平均應(yīng)力,平均應(yīng)力將分別提高和減少S-N曲線.?因此,記住下列幾點(diǎn):–一種部件普通經(jīng)受多軸應(yīng)力狀態(tài).如果疲勞數(shù)據(jù)(S-N曲線)是從反映單軸應(yīng)力狀態(tài)的測試中得到的,那么在計(jì)算壽命時(shí)就要注意?設(shè)計(jì)仿真為顧客提供了如何把成果和S-N曲線有關(guān)聯(lián)的選擇,涉及多軸應(yīng)力的選擇?雙軸應(yīng)力成果有助于計(jì)算在給定位置的狀況–平均應(yīng)力影響疲勞壽命,并且變換在S-N曲線的上方位置與下方位置(反映出在給定應(yīng)力幅下的壽命長短)?對(duì)于不同的平均應(yīng)力或應(yīng)力比值,設(shè)計(jì)仿真允許輸入多重S-N曲線(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù))?如果沒有太多的多重S-N曲線(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)),那么設(shè)計(jì)仿真也允許采用多個(gè)不同的平均應(yīng)力修正理論–早先曾提到影響疲勞壽命的其它因素,也能夠在設(shè)計(jì)仿真中能夠用一種修正因子來解釋…總結(jié)?疲勞模塊允許顧客采用基于應(yīng)力理論的解決辦法，來解決高周疲勞問題.?下列狀況能夠用疲勞模塊來解決:–恒定振幅,比例載荷(參考B節(jié))–變化振幅,比例載荷(參考C節(jié))–恒定振幅,非比例載荷(參考D節(jié))?需要輸入的數(shù)據(jù)是材料的S-N曲線:–S-N曲線是疲勞實(shí)驗(yàn)中獲得,并且可能本質(zhì)上是單軸的,但在實(shí)際的分析中，部件可能處在多軸應(yīng)力狀態(tài)–S-N曲線的繪制取決于許多因素,涉及平均應(yīng)力.在不同平均應(yīng)力值作用下的S-N曲線的應(yīng)力值能夠直接輸入,或能夠執(zhí)行通過平均應(yīng)力修正理論實(shí)現(xiàn).B.疲勞程序(基本狀況)?進(jìn)行疲勞分析是基于線性靜力分析,因此不必對(duì)全部的環(huán)節(jié)進(jìn)行詳盡的論述.–疲勞分析是在線性靜力分析之后，通過設(shè)計(jì)仿真自動(dòng)執(zhí)行的.?對(duì)疲勞工具的添加，無論在求解之前還是之后，都沒有關(guān)系,由于疲勞計(jì)算不并依賴應(yīng)力分析計(jì)算.?盡管疲勞與循環(huán)或重復(fù)載荷有關(guān),但使用的成果卻基于線性靜力分析,而不是諧分析.盡管在模型中也可能存在非線性,解決時(shí)就要謹(jǐn)慎了,由于疲勞分析是假設(shè)線性行為的.–在本節(jié)中,將涵蓋有關(guān)恒定振幅、比例載荷的狀況.而變化振幅、比例載荷的狀況和恒定振幅、非比例載荷的狀況，將分別在后來的C和D節(jié)中逐個(gè)討論.…疲勞程序?下面用黃色斜體字體所描述的環(huán)節(jié)，對(duì)于包含疲勞工具的應(yīng)力分析是很特殊的:–模型–指定材料特性,涉及S-N曲線–定義接觸區(qū)域(若采用的話)–定義網(wǎng)格控制(可選的)–涉及載荷和支撐–(設(shè)定)需要的成果,涉及Fatiguetool–求解模型–查看成果…幾何?疲勞計(jì)算只支持體和面?線模型現(xiàn)在還不能輸出應(yīng)力成果,因此疲勞計(jì)算對(duì)于線是忽視的.–線仍然能夠涉及在模型中以給構(gòu)造提供剛性,但在疲勞分析并不計(jì)算線模型…材料特性?由于有線性靜力分析,因此需要用到楊氏模量和泊松比–如果有慣性載荷,則需要輸入質(zhì)量密度–如果有熱載荷,則需要輸入熱膨脹系數(shù)和熱傳導(dǎo)率–如果使用應(yīng)力工具成果(StressToolresult),那么就需要輸入應(yīng)力極限數(shù)據(jù),并且這個(gè)數(shù)據(jù)也是用于平均應(yīng)力修正理論疲勞分析.?疲勞模塊也需要使用到在工程數(shù)據(jù)分支下的材料特性當(dāng)中S-N曲線數(shù)據(jù)–數(shù)據(jù)類型在“疲勞特性”(“FatigueProperties”)下會(huì)闡明–S-N曲線數(shù)據(jù)是在材料特性分支條下的“交變應(yīng)力與循環(huán)”(“AlternatingStressvs.Cycles”)選項(xiàng)中輸入的?如果S-N曲線材料數(shù)據(jù)可用于不同的平均應(yīng)力或應(yīng)力比下的狀況,那么多重S-N曲線也能夠輸入到程序中?添加和修改疲勞材料特性:?在材料特性的工作列表中,能夠定義下列類型和輸入的S-N曲線–插入的圖表能夠是線性的（“Linear”）、半對(duì)數(shù)的（“Semi-Log”即linearforstress,logforcycles）或雙對(duì)數(shù)曲線（“Log-Log”）–記得曾提到的，S-N曲線取決于平均應(yīng)力。如果S-N曲線在不同的平均應(yīng)力下都可合用的，那么也能夠輸入多重S-N曲線?每個(gè)S-N曲線能夠在不同平均應(yīng)力下直接輸入?每個(gè)S-N曲線也能夠在不同應(yīng)力比下輸入?能夠通過在“MeanValue”上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵添加新的平均值來輸入多條S－N曲線.?材料特性信息能夠保存XML文獻(xiàn)或從XML文獻(xiàn)提取–保存材料數(shù)據(jù)文獻(xiàn)，在material條上按右鍵，然后用“Export…”保存成XML外部文獻(xiàn)–疲勞材料特性將自動(dòng)寫到XML文獻(xiàn)中，就像其它材料數(shù)據(jù)同樣。?某些例舉的材料特性在以下安裝途徑下能夠找到:C:\ProgramFiles\AnsysInc\v80\AISOL\CommonFiles\Language\en-us\EngineeringData\Materials–“Aluminum”和“StructuralSteel”的XML文獻(xiàn)，包含有范例疲勞數(shù)據(jù)能夠作為參考–疲勞數(shù)據(jù)隨著材料和測試辦法的不同而有所變化，因此很重要一點(diǎn)就是，顧客要選用能代表自己部件疲勞性能的數(shù)據(jù)…接觸區(qū)域?接觸區(qū)域能夠涉及在疲勞分析中–注意，對(duì)于在恒定振幅、成比例載荷狀況下解決疲勞時(shí)，只能包含綁定（Bonded）和不分離（No-Separation）的線性接觸–盡管無摩擦、有摩擦和粗糙的非線性接觸也能夠涉及在內(nèi)，但可能不再滿足成比例載荷的規(guī)定?例如，變化載荷的方向或大小，如果發(fā)生分離，則可能造成主應(yīng)力軸向發(fā)生變化.?如果有非線性接觸發(fā)生，那么顧客必須小心使用，并且認(rèn)真判斷?對(duì)于非線性接觸，若是在恒定振幅的狀況下，則能夠采用非比例載荷的辦法替代計(jì)算疲勞壽命…載荷與支撐?能產(chǎn)生成比例載荷的任何載荷和支撐都可能使用，但有些類型的載荷和支撐不造成比例載荷:–螺栓載荷對(duì)壓縮圓柱表面?zhèn)仁┘泳剂?，相反，圓柱的相反一側(cè)的載荷將變化–預(yù)緊螺栓載荷首先施加預(yù)緊載荷，然后是外載荷，因此這種載荷是分為兩個(gè)載荷步作用的過程–壓縮支撐（CompressionOnlySupport）僅制止壓縮法線正方向的移動(dòng)，但也不會(huì)限制反方向的移動(dòng)?像這些類型的載荷最佳不要用于恒定振幅和比例載荷的疲勞計(jì)算…(設(shè)定)需要的成果?對(duì)于應(yīng)力分析的任何類型成果，都可能需要用到：–應(yīng)力、應(yīng)變和變形–接觸成果(如果版本支持)–應(yīng)力工具（StressTool）?另外，進(jìn)行疲勞計(jì)算時(shí)，需要插入疲勞工具條（FatigueTool）–在Solution子菜單下，從有關(guān)的工具條上添加“Tools>FatigueTool”?FatigueTool的明細(xì)窗中將控制疲勞計(jì)算的求解選項(xiàng)–疲勞工具條（FatigueTool）將出現(xiàn)在對(duì)應(yīng)的位置中,并且也可添加對(duì)應(yīng)的疲勞云圖或成果曲線?這些是在分析中會(huì)被用到的疲勞成果，如壽命和破壞…需要的成果?在疲勞計(jì)算被具體地定義后來，疲勞成果可下在FatigueTool下指定–等值線成果（Contour）涉及Lifes(壽命),Damage(損傷),SafetyFactor（安全系數(shù)）,BiaxialityIndication（雙軸批示）,以及EquivalentAlternatingStress（等效交變應(yīng)力）–曲線圖成果(graphresults)）僅包含對(duì)于恒定振幅分析的疲勞敏感性(fatiguesensitivity)–這些成果的具體分析將只做簡短討論…FatigueTool–載荷類型?當(dāng)FatigueTool在求解子菜單下插入后來，就能夠在細(xì)節(jié)欄中輸入疲勞闡明–載荷類型能夠在“Zero-Based”、“FullyReversed”和給定的“Ratio”之間定義–也能夠輸入一種比例因子，來按比例縮放全部的應(yīng)力成果…FatigueTool–平均應(yīng)力影響–在前面曾提及，平均應(yīng)力會(huì)影響S-N曲線的成果.而“AnalysisType”闡明了程序?qū)ζ骄鶓?yīng)力的解決辦法:?“SN-None”：忽視平均應(yīng)力的影響?“SN-MeanStressCurves”：使用多重S-N曲線（如果定義的話）?“SN-Goodman,”“SN-Soderberg,”和“SN-Gerber”：能夠使用平均應(yīng)力修正理論–如果有可用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，那么建議使用多重S-N曲線(SN-MeanStressCurves)–但是，如果多重S-N曲線是不可用的，那么能夠從三個(gè)平均應(yīng)力修正理論中選擇.這里的辦法在于將定義的單S-N曲線“轉(zhuǎn)化”到考慮平均應(yīng)力的影響:1.對(duì)于給定的疲勞循環(huán)次數(shù)，隨著平均應(yīng)力的增加，應(yīng)力幅將有所減少2.隨著應(yīng)力幅趨近零，平均應(yīng)力將趨近于極限（屈服）強(qiáng)度3.盡管平均壓縮應(yīng)力普通能夠提供諸多的好處，但保守地講，也存在著許多不利的因素(scaling=1=constant)能夠視其為單個(gè)S-N曲線的組合線。平行線是1.0，于是對(duì)于拉伸平均應(yīng)力，S-N曲線將向下轉(zhuǎn)變。--Goodman理論合用于低韌性材料,對(duì)壓縮平均應(yīng)力沒能做修正.–Soderberg理論比Goodman理論更保守,并且在有些狀況下可用于脆性材料.–Gerber理論能夠?qū)g性材料的拉伸平均應(yīng)力提供較好的擬合,但它不能對(duì)的地預(yù)測出壓縮平均應(yīng)力的有害影響,如左圖所示–缺省的平均應(yīng)力修正理論能夠從“Tools>ControlPanel:Fatigue>AnalysisType”中進(jìn)行設(shè)立–如果存在多重S-N曲線,但顧客想要使用平均應(yīng)力修正理論,那么將會(huì)用到在σm=0或R=-1的S-N曲線。盡管如此,這種做法并不推薦…FatigueTool–強(qiáng)度因子?除了平均應(yīng)力的影響外,尚有其它某些影響S-N曲線的因素–這些其它影響因素能夠集中體現(xiàn)在疲勞強(qiáng)度(減少)因子Kf中,其值能夠在FatigueTool的細(xì)節(jié)欄中輸入.–這個(gè)值應(yīng)不大于1，方便闡明實(shí)際部件和試件的差別.–所計(jì)算的交變應(yīng)力將被這個(gè)修正因子Kf分開,而平均應(yīng)力卻保持不變.…FatigueTool–應(yīng)力成分?在A部分中,注意到疲勞實(shí)驗(yàn)普通測定的是單軸應(yīng)力狀態(tài)?必須把單軸應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)換到一種標(biāo)量值,以決定某一應(yīng)力幅下(S-N曲線)的疲勞循環(huán)次數(shù).–FatigueTool細(xì)節(jié)欄中的應(yīng)力分量(“StressComponent”)允許顧客定義應(yīng)力成果如何與疲勞曲線S-N進(jìn)行比較–6個(gè)應(yīng)力分量的任何一種或最大剪切應(yīng)力、最大主應(yīng)力、或等效應(yīng)力也都可能被使用到.所定義的等效應(yīng)力標(biāo)示的是最大絕對(duì)主應(yīng)力，方便闡明壓縮平均應(yīng)力.…求解疲勞分析?疲勞計(jì)算將在應(yīng)力分析實(shí)施完后來自動(dòng)地進(jìn)行.與應(yīng)力分析計(jì)算相比，恒定振幅狀況的疲勞計(jì)算普通會(huì)快得多?如果一種應(yīng)力分析已經(jīng)完畢，那么僅選擇Solution或FatigueTool分支并點(diǎn)擊Solve符號(hào)，便可開始疲勞計(jì)算?在求解菜單中（solutionbranch）的工作表將沒有輸出顯示.–疲勞計(jì)算在Workbench中進(jìn)行，ANSYS的求解器不會(huì)執(zhí)行分析中的疲勞部分.–疲勞模塊沒有使用ANSYS/POST1的疲勞命令(FSxxxx,FTxxxx)…查看疲勞成果?對(duì)于恒定振幅和比例載荷狀況，有幾個(gè)類型的疲勞成果供選擇:–Life（壽命）?等值線顯示由于疲勞作用直到失效的循環(huán)次數(shù)?如果交變應(yīng)力比S-N曲線中定義的最低交變應(yīng)力低，則使用該壽命（循環(huán)次數(shù)）(在本例中,S-N曲線失效的最大循環(huán)次數(shù)是1e6，于是那就是最大壽命–Damage（損傷）?設(shè)計(jì)壽命與可用壽命的比值?設(shè)計(jì)壽命在細(xì)節(jié)欄（Detailsview）中定義?設(shè)計(jì)壽命的缺省值可通過下面進(jìn)行定義“Tools>ControlPanel:Fatigue>DesignLife–SafetyFactor（安全系數(shù)）?安全系數(shù)等值線是有關(guān)一種在給定設(shè)計(jì)壽命下的失效?設(shè)計(jì)壽命值在細(xì)節(jié)欄（Detailsview）輸入?給定最大安全系數(shù)SF值是15–BiaxialityIndication?應(yīng)力雙軸等值線有助于擬定局部的應(yīng)力狀態(tài)?雙軸批示（Biaxialityindication）是較小與較大主應(yīng)力的比值(對(duì)于主應(yīng)力靠近0的被忽視).因此，單軸應(yīng)力局部區(qū)域?yàn)锽值為0，純剪切的為-1，雙軸的為1回想一下，普通疲勞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是光滑試件在單軸應(yīng)力作用下測定的(而扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)將針對(duì)純剪切).雙軸批示（biaxialityindication）有助于擬定所關(guān)心的區(qū)域的應(yīng)力狀態(tài)與否與實(shí)驗(yàn)條件下的相似.在本例中，所關(guān)心的區(qū)域（中心）的B值是-1，因此剪切占主導(dǎo).–等效交變應(yīng)力(EquivalentAlternatingStress）：?等值線在模型上繪出了部件的等效交變應(yīng)力,它是基于所選擇應(yīng)力類型，在考慮了載荷類型和平均應(yīng)力影響后，用于詢問（query）S-N曲線的應(yīng)力–疲勞敏感性(FatigueSensitivity):?一種疲勞敏感曲線圖顯示出部件的壽命、損傷或安全系數(shù)在臨界區(qū)域隨載荷的變化而變化?能夠輸入載荷變化的極限(涉及負(fù)比率)?曲線圖的缺省選項(xiàng)?“Toolsmenu>Options…Simulation:Fatigue>Sensitivity”?任何疲勞選項(xiàng)的范疇能夠是選定的部件（parts）和/或部件的表面?收斂性可用于等值線成果–收斂和警告對(duì)疲勞敏感性圖是無效的,由于這些圖提供有關(guān)載荷的敏感性(例如,沒有為了收斂目的而指定的標(biāo)量選項(xiàng))?疲勞工具也能夠與求解組合一起使用–在求解組合中,多重環(huán)境可能被組合.疲勞計(jì)算將基于不同環(huán)境的線性組合的成果.?疲勞分析環(huán)節(jié)總結(jié):C.疲勞:不定振幅狀況?在前面一節(jié)中,考察了恒定振幅和比例載荷的狀況,并涉及到最大和最小振幅在保持恒定的狀況下的循環(huán)或重復(fù)載荷.?在本節(jié),將針對(duì)不定振幅、比例載荷狀況,盡管載荷仍是成比例的,但應(yīng)力幅和平均應(yīng)力卻是隨時(shí)間變化的.…不規(guī)律載荷的歷程和循環(huán)?對(duì)于不規(guī)律載荷歷程,需要進(jìn)行特殊解決:–計(jì)算不規(guī)律載荷歷程的循環(huán)所使用的是“雨流”rainflow循環(huán)計(jì)算?“雨流”循環(huán)計(jì)算(Rainflowcyclecounting)是用于把不規(guī)律應(yīng)力歷程轉(zhuǎn)化為用于疲勞計(jì)算的循環(huán)的一種技術(shù)(如右面例子)?先計(jì)算不同的“平均”應(yīng)力和應(yīng)力幅(“range”)的循環(huán),然后使用這組“雨流”循環(huán)完畢疲勞計(jì)算.–損傷累加是通過Palmgren-Miner法則完畢的?Palmgren-Miner法則的基本思想是:在一種給定的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅下,每次循環(huán)用到有效壽命占總和的百分之幾.對(duì)于在一種給定應(yīng)力幅下的循環(huán)次數(shù)Ni,隨著循環(huán)次數(shù)達(dá)成失效次數(shù)Nfi時(shí),壽命用盡,達(dá)成失效.–“雨流”循環(huán)計(jì)算和Palmgren-Miner損傷累加都用于不定振幅狀況–因此,任何任意載荷歷程都能夠切分成一種不同的平均值和范疇值的循環(huán)陣列(“多個(gè)豎條”),?右圖是“雨流”陣列,指出了在每個(gè)平均值和范疇值下所計(jì)算的循環(huán)次數(shù)?較高值表達(dá)這些循環(huán)的將出現(xiàn)在載荷歷程中–在一種疲勞分析完畢后來,每個(gè)“豎條”(即“循環(huán)”)造成的損傷量將被繪出?對(duì)于“雨流”陣列中的每個(gè)“豎條”(bin)，顯示的是對(duì)應(yīng)的所用掉的壽命量的比例?在這個(gè)例子中,即使大多數(shù)循環(huán)發(fā)生在低范疇/平均值,但高范疇(range)循環(huán)仍會(huì)造成重要的損傷.?根據(jù)PerMiner法則,如果損傷累加到1(100%),那么將發(fā)生失效.…不定振幅程序?歸納一下不定振幅的環(huán)節(jié):?對(duì)于建立基于不定振幅、比例載荷狀況下疲勞分析的過程，與前面講過的B部分中介紹非常相似,但有兩個(gè)例外:–載荷類型的定義不同–查看的疲勞成果中涉及變化的“雨流”和損傷陣列…定義載荷類型?在FatigueTool的Details欄中,載荷類型“Type”指的是歷程數(shù)據(jù)“HistoryData”–既而,在“HistoryDataLocation”下定義一種外部文獻(xiàn).這個(gè)文本文獻(xiàn)將會(huì)包含一組循環(huán)(或周期)的載荷歷程點(diǎn)–由于歷程數(shù)據(jù)文本文獻(xiàn)的數(shù)值表達(dá)的是載荷的倍數(shù),因此比例因子“ScaleFactor”也能夠用于放大載荷.…定義無限壽命–在恒定振幅載荷中,如果應(yīng)力低于S-N曲線中最低限,曾提過的最后定義的循環(huán)次數(shù)將被使用.但在不定振幅載荷下,載荷歷程將被劃分成多個(gè)平均應(yīng)力和應(yīng)力幅的“豎條”(“bins”).由于損傷是累積起來的,這些小應(yīng)力可能造成相稱大的影響,即當(dāng)循環(huán)次數(shù)很高時(shí).因此,如果應(yīng)力幅比S-N曲線的最低點(diǎn)低,“無限壽命”值能夠在FatigueTool的Details欄中輸入,以定義所采用循環(huán)次數(shù)的值.?損傷的定義是循環(huán)次數(shù)與失效時(shí)次數(shù)的比值,因此對(duì)于沒有達(dá)成S-N曲線上的失效循次數(shù)的小應(yīng)力,“無限壽命”就提供這個(gè)值.?通過對(duì)“無限壽命”設(shè)立較大值,小應(yīng)力幅循環(huán)(“Range”)的影響造成的損傷將很小,由于損傷比率較小(damageratio).…定義binsize–“豎條尺寸”(“BinSize”)也能夠在FatigueTool的Details欄中定義?rainflow陣列尺寸是bin_sizexbin_size.?Binsize越大,排列的陣列就越大,于是平均(mean)和范疇(range)能夠考慮的更精確,否則將把更多的循環(huán)次數(shù)放在在給定的豎條中(看下圖).?但是對(duì)于疲勞分析,豎條的尺寸越大,所需要的內(nèi)存和CPU成本會(huì)越高.…定義豎條尺寸–另首先請注意,我們能夠看到單根鋸齒或正弦曲線的載荷歷程數(shù)據(jù)將產(chǎn)生與B部分中所講的恒定振幅相似的成果.?注意,這樣的一種載荷歷程將產(chǎn)生一種與恒定振幅狀況下同樣的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅的計(jì)算.?這個(gè)成果可能與恒定振幅狀況有輕微差別取決于豎條的尺寸,由于range的均分方式可能與確切值不一致,因此,如果應(yīng)用的話,推薦使用恒定振幅法.…QuickCounting?前面的討論非常清晰地指出“bins”的數(shù)目影響求解精度。這是由于交互和平均應(yīng)力在計(jì)算部分損傷前先被輸入到“bins”中。這就是“QuickCounting”技術(shù)–默認(rèn)辦法（由于其效率高）?“QuickRainflowCounting”能夠在“Detailsview”中關(guān)閉.在這種狀況下，部分損傷發(fā)現(xiàn)前數(shù)據(jù)不會(huì)被輸入到“bins”，因此“bins”的數(shù)目不會(huì)影響成果–即使這種辦法很精確，但它會(huì)耗費(fèi)更多的內(nèi)存和計(jì)算時(shí)間…求解不定振幅狀況?定義了需要的成果后來,不定振幅狀況就能夠采用恒定振幅狀況相似的方式,與應(yīng)力分析一起或在應(yīng)力分析后來進(jìn)行求解.?由于求解的時(shí)間取決于載荷歷程和豎條尺寸,所在進(jìn)行的求解可能要比恒定振幅狀況的時(shí)間長,但它仍比常規(guī)FEM的求解快.…查看疲勞成果?成果與恒定振幅狀況相似:–替代疲勞循環(huán)次數(shù),壽命成果報(bào)告了直到失效的載荷‘塊\’的數(shù)量.舉個(gè)例子,如果載荷歷程數(shù)據(jù)描述了一種給定的時(shí)間‘塊\’(假設(shè)是一周的時(shí)間),以及指定的最小壽命是50,那么該部件的壽命就是50‘塊\’或50周.–損傷和安全系數(shù)(DamageandSafetyFactor)基于在Details欄中輸入的設(shè)計(jì)壽命(DesignLife),但仍然是以‘塊\’形式出現(xiàn),而不是循環(huán).–BiaxialityIndication(雙軸批示)與恒定振幅狀況同樣,對(duì)于不定振幅載荷均可用.–對(duì)于不定振幅狀況，EquivalentAlternatingStress(等效交變應(yīng)力)，不能作為成果輸出。這是由于單個(gè)值不能用于決定失效的循環(huán)次數(shù),因而采用基于載荷歷程的多個(gè)值.–FatigueSensitivity(疲勞敏感性)對(duì)于壽命‘塊\’也是可用的.?在不定振幅狀況中也有某些本身獨(dú)特的成果:–Rainflow陣列,即使不是真實(shí)的成果,對(duì)于輸出是有效的,在前面已經(jīng)討論了.它提供了如何把交變和平均應(yīng)力從載荷歷程劃分成豎條的信息.–損傷陣列顯示的是指定的實(shí)體(scopedentities)的評(píng)定位置的損傷.它反映了所生成的每個(gè)豎條損傷的大小.注意,成果是在指定的部件或表面的臨界位置上的成果.D.疲勞:非比例載荷?在B部分中,討論了恒定振幅和比例載荷狀況.?本節(jié)將針對(duì)恒定振幅非比例載荷狀況進(jìn)行介紹.–其基本思想是用兩個(gè)加載環(huán)境替代單一加載環(huán)境，進(jìn)行疲勞計(jì)算.–不采用應(yīng)力比,而是采用兩個(gè)載荷環(huán)境的應(yīng)力值來決定最大最小值.由于同一組應(yīng)力成果不并不成比例，這就是為什么這種辦法稱為非比例(non-proportional)的因素,但是兩組成果都會(huì)使用到.–由于需要兩個(gè)解,因此能夠采用求解組合來實(shí)現(xiàn).…非比例程序?對(duì)于恒定振幅,非比例狀況的解決過程與恒定振幅、比例載荷的求解基本相似,除了下面所提出的以外:1.建立兩個(gè)帶不同載荷條件的環(huán)境(twoEnvironment)分支條2.增加一種求解組合分支條(SolutionCombination