相对应力梯度在疲劳分析中的影响及应用案例

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本文摘要（由AI生成）：

本文主要介绍了相对应力梯度对疲劳极限的影响与应用，包括相对应力梯度的计算方法、影响系数计算方法、修正公式、与FEMFAT计算对比、Channel MAX和Transient MAX计算相对应力梯度的方法以及在焊缝疲劳计算中的应用。

相对应力梯度的影响对疲劳计算十分重要，无论是算损伤分析还是疲劳安全系数和静态安全系数分析，都要考虑相对应力梯度以考虑应力集中的影响。FEMFAT中几乎所有的模块都考虑了这个影响因素，不止用来修正SN曲线，还会对海格图进行修正，可以说是对疲劳影响最重要的一个参数，

本文针对相对应力梯度对疲劳极限的修正方法以及在疲劳软件FEMFAT中的计算原理进行了阐述，以方便读者了解其计算原理，能够更好的理解疲劳计算的过程。

一、相对应力梯度计算方法

对于单位幅值载荷，节点的相对应力梯度计算方法：用该节点相邻的节点（壳单元取厚度表面相邻节点）应力分别与该节点作差，其中以最大应力差除以相应两个节点间的距离得到应力梯度，再除以该点应力得到相对应力梯度，选取其中最大的一个作为该节点相对应力梯度。

利用上述公式可算出节点38892的支持系数=1+(175.5/156.5)/(2/7.5)^0.3*0.02^0.3=1.056。

FEMFAT软件计算节点38892的相对应力梯度为0.02，支持系数为1.056，与公式计算相等。

焊缝疲劳计算中相对应力梯度尤为重要，因为焊缝的结构都是应力集中的区域，所以焊缝数据库中储存了大量的凹槽系数（相对应力梯度支持系数），每一种焊缝类型的不同部位，如焊根和焊趾以及top和bottom都有对应的不同方向的凹槽系数。

FEMFAT WELD 的内部计算：使用凹槽应力进行焊缝疲劳评估，凹槽应力是结构应力和凹槽系数的乘积，FEMFAT软件采用Radaj的精细有限元网格方法计算得出不同方向对应的凹槽系数。

以上是笔者关于《相对应力梯度对疲劳极限的影响与应用》的总结，不尽完美，希望对读者朋友有所帮助。

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首次发布时间：2019-12-02