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MeshFree|冲压模具疲劳分析

5月前浏览4056
弹性模量E=143000MPa,泊松比μ=0.27,质量密度ρ=7200kg/m³ 

抗拉强度σb=300MPa,冲裁力100

midas NFX和midas MeshFree

支持基于线性静力、非线性静力、热应力、瞬态响应(显式、隐式)、随机振动的疲劳分析
支持应力寿命法和应变寿命法;
支持雨流计数法
支持平均应力修正(Goodman、Gerber、soderberg、Morrow、SWT)
支持E-N曲线、S-N曲线、疲劳荷载曲线
支持拓扑优化中可考虑疲劳约束条件
支持结果输出损伤度和疲劳寿命
部分功能仅NFX提供
关于疲劳
疲劳分析方法
基于累积损伤理论的力学方法
常用方法
1应力寿命法(有限寿命设计方法、高周疲劳)
2、应变寿命法(有限寿命设计方法、低周疲劳、裂纹萌生)

3、断裂力学法(裂纹生长法)(损伤容限设计方法)

4、规范方法
疲劳概念
疲劳寿命(N)是指疲劳失效时所经受的应力或应变的循环次数,疲劳计算时通常不考虑疲劳荷载的施加时间,而仅以循环次数为计算依据
疲劳分类
  • 按照研究对象分类
材料疲劳—研究材料失效机理,化学成分和微观组织对疲劳强度的影响

结构疲劳—研究零部件、接头以至整机,考虑形状、尺寸、工艺因素的影响

注:程序中通过综合影响系数(集中系数)考虑

  • 按照失效周次分类

高周疲劳—经104以上循环产生的失效称为高周疲劳,循环应力明显低于屈服强度;
绝大部分通用零部件的疲劳都是高周疲劳;程序中使用应力-寿命法。
低周疲劳—103~104次循环产生的失效称为低周疲劳,循环应力接近或超过屈服强度

比较少见,程序中使用应变寿命法。

   高周疲劳材料处于弹性范围,应力与应变线性相关,也称应力疲劳;低周疲劳材料有明显塑性,用应变-循环次数来说明材料的行为更符合实际,也称应变疲劳。

本文以应力寿命法为例


应力寿命法

Q1:怎么统计不同应力幅的循环?

雨流计数法

确定荷载-时间曲线中的峰点和谷点,将相邻的峰和谷用直线相连,把曲线简化为折线。

Q2S-N曲线怎么得到

   可将应力0.9Su(Su为抗拉强度)重复次数为1000次的点和持久疲劳极限应力幅(Se=0.5Su)重复次数为 的点的连线作为S-N曲线。钢铁材料实验中持久疲劳极限应力幅比较明显,但是像铝一样的材料实验中不能获得明确的持久疲劳极限应力幅,此时可将疲劳寿命为 次的应力幅作为疲劳极限应力幅。

*MeshFree输入两点方式的S-N曲线;NFX除两点以外可考虑输入试验数据(也是按照双对数坐标进行计算)

Q3采用什么应力

名义应力

不考虑几何不连续性(孔、槽等)的情况下,在试验的有效横截面上计算得到的应力

有限元分析得到的大都是多轴应力,需要将多轴应力转化为等价的单轴应力。

midas NFXmidasMeshFree中,有VonMises应力、带符号VonMises应力、最大绝对主应力和最大剪力

应力集中系数(集中因子):

一般情况下,几何形状引起的应力集中系数已经包含在有限元分析结果中,但是并没有考虑尺寸效应、荷载类型、表面处理方法、温度、腐蚀等因素引起的应力集中现象,所以需要输入综合考虑这些因素的应力集中系数。

Q3平均应力修正是什么?

程序中输入的不是对称循环交变应力(R= -1,σ_m=0)的应力寿命曲线,需要进行平均应力修正

低韧性材料,压缩平均应力不做修正,对韧性材料的拉伸平均应力能做很好的拟合,不能正确预测压缩平均应力

结果查看

冲压成型分析

槽压板冲压模具

 槽压板可以用于固定保护线槽的固定板。可以用折弯机进行生产,也可以用模具直接成型。用模具成型的方法是效率高,使用方便,上模采用镶嵌的形式,将凸模窝在模板中间,下模设置有退料压料板,可以起到固定板料,定位准确,退料方便的作用,模板下部设置有复位弹簧

*退料压料板结构为刚体,用刚体材料定义。

*板料固定在退料压料板上,两者采用焊接接触。

*凸模与板料,凹模与板料之间采用一般接触。一般接触选择节点与面定义方式,需要考虑主从关系,可将刚度大的、

  网格粗糙的定义为主接触面(目标面)。

*凹模底部固定,与压料板接触的板料侧面施加位移约束,使其只能沿着垂直方向运动。

*凸面顶部施加时间依存位移,模拟冲压过程。

MeshFree|模具吊装仿真分析

来源:midas机械事业部
振动疲劳断裂非线性化学拓扑优化通用焊接裂纹MeshFreeNFXMIDAS理论材料
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首次发布时间:2024-05-19
最近编辑:5月前
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