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基于Fatigue Tool应力疲劳强度评估

2年前浏览6030

以下文章来源于南京安世亚太 ,作者小刀

现实生活中,结构失效的80%以上属于疲劳失效,并且疲劳失效具有突发性,失效前没有明显的征兆。随着制造业竞争愈加激烈,在设计研发过程中对零部件进行疲劳强度校核显得越来越重要。Workbench的Mechanical模块自带Fatigue Tool功能,能基本满足用户的疲劳校核需要。

模型

如下图所示,钢棒左端面固定约束,右端面承受幅值为2000N的简谐作用力。从受力模型来看,为悬臂梁结构。尝试进行应力疲劳强度评估。

图片

材料疲劳参数

使用EngineeringData的自带材料Structural Steel的疲劳参数:

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网格

插入Body Sizing,设置如下:

图片

网格设置

网格划分结果如下:

图片

 网格状态

主应力结果

最大主应力(Average,平均节点应力):

图片

最小主应力(Average,平均节点应力):

图片

应力幅:

因为本案例为简谐作用力,可认为应力幅为:

(111.76 112.39)/ 2=112.075MPa

应力疲劳强度评估

Fatigue Tool的设置:

图片

求解钢棒的寿命,下图结果表明,钢棒中部倒圆角处的疲劳寿命最低,为217030个载荷循环。

    图片

    手算验证

    根据仿真软件计算寿命217030,结合材料的疲劳参数S-N曲线,通过样条插值,反推应力幅为112Mpa。Fatigue Tool的计算结果是可靠的。

    图片

    结论

    • Workbench自带的Fatigue Tool能准确进行疲劳强度评估。

    • Fatigue Tool设置简单,易学易用,但功能可能受限,因此ANSYS公司和HBM公司合作推出了ANSYS nCode DesignLife疲劳分析模块,具有强大的疲劳分析能力。

    理论科普仿真体系疲劳结构基础WorkbenchMSC Fatigue
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    首次发布时间:2021-06-02
    最近编辑:2年前
    安世亚太
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