在疲劳分析中,一般不会直接使用复杂载荷序列(通常为实测的载荷时序),需要通过循环计数法将载荷序列转化为载荷谱。
循环计数的方法有很多种,雨流计数法是最常用的方法。详见本号前作《载荷谱:疲劳载荷的计数方法》。
使用雨流计数法将复杂载荷序列转化为载荷谱,可以通过编程实现,比如使用EXCEL,Python,MATLAB等都可以实现。
本文演示了一种方法,通过ANSYS的Fatigue Tool(疲劳工具)即可导出雨流计数法的结果。这么做有两个原因:
1)用户使用ANSYS做力学分析,所以熟悉ANSYS的用法;
2)将复杂载荷序列导入ANSYS后,ANSYS直接先进行雨流计数,然后输出疲劳分析结果。
本文建立矩形柱几何模型:
由于几何模型非常规则,很容易划分为六面体网格。
固定一端的轴向自由度,另外一端施加单位压力1MPa。为求解成功,弱弹簧设置为ON。
在后处理中插入Fatigue Tool,设置如下,读取复杂载荷序列(单列)。
导出雨流计数结果。
对导出的数据进行排序(降序)。
注意这里的Range其实是Amplitude,需要乘以2才是真正的Range,也许这算ANSYS的一个小bug。所以真正的载荷谱结果如下:
手动雨流计数的结果如下所示。
汇总ANSYS结果与手动的雨流计数结果,高度一致。