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金属材料疲劳分析的高效方法：有限元仿真模拟

来源：测试狗时间：2022-11-01 16:35:04 浏览：4398次

金属疲劳和累计损伤是机械零部件有限寿命设计时需要考虑的核心问题。材料的疲劳寿命可以定义为发生疲劳破坏时的载荷循环次数、开始受载到发生断裂的过程，反应了材料疲劳失效时所经受的规定应力或应变的循环次数，通过有限元分析法表征金属材料疲劳曲线，有助于对金属零部件的结构强度进行优化。

用有限元法进行疲劳分析，其基本思路是：首先进行静或动强度分析，然后进入到后处理器取出相关的应力应变结果，在后处理器中再定义载荷事件，循环材料特性，接着根据所需要的疲劳准则对每一个载荷事件进行寿命计算，最后根据累计损伤理论判断是否开始破坏。

有限元法进行疲劳分析的典型流程如下：

1.建立物理模型(Physical Model)

对于疲劳分析来说，物理模型即包含结点、单元、物理特性和材料特性的有限元模型。

2.建立数学模型(Mathematical Model)

数学模型也就是使用物理模型计算应力或应变。可通过Model Solution或其它求解器来建立。求解后，可从后处理器中获取相关的应力或应变。

3.载荷工况(Loading Conditions)

对于静态疲劳分析来说，可以用建立载荷函数的方式施加载荷。

4.定义事件(Events)

在进行疲劳评估之前，必须先定义事件。它由物理模型、数学模型、载荷工况组成。

5.评估(Evaluation)

一般来说，我们可进行下列估算：

a）事件损伤(Event Damage)

b）事件损伤方向(Event Damage Direction)

c）损伤累积(Accumulated Damage)

d）事件寿命估算(Event Life Estimate)

6.后处理(Post Processing)

疲劳分析的后处理与静力学的后处理类似。

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