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1 介绍DesignLife:简单的S-N疲劳

运用应力-寿命曲线(S-N)方法计算恒载荷下的疲劳寿命.S-N方法通常涉及名义应力失效和大量的循环失效的问题,例如循环次数大于103或者104或者长寿命问题。

S-N分析流程

五框技巧

在每种情况下,

1加载环境下结构的加载必须考虑(加载历史框)。

2必须作出某种形式的几何因素描述，通常表现为疲劳强度缩减因子(Kf)，一个服从函数（Y）或者有限元分析结果，取决于分析的类型。

3材料循环荷载的响应必须定义在材料数据框中作为S-N曲线、应变寿命曲线和应力应变循环曲线。

这里有三个输入合并在一个cycle-by-cycle fatigue analysis中，和一个后处理结果显示。

最初的结果应该是被最先考虑的，因为每个输入都遭受不同的变化和处理，由于模型或大或小的改变输入，初始疲劳分析结果影响后期处理灵敏度的结果。

放大：shift+中键框选，或者shift+左键拖动或者shift+右键自由图画

旋转：ctrl+左键

平移：ctrl+右键

1、设置求解器属性

2、设置材料属性(Edit Material Map) 本例恒载荷选PeakValley无影响

3、赋材料参数

4、编辑载荷（恒幅）

即：最大3倍重力。

5、Run 完成

2 介绍DesignLife:简单E-N疲劳

E-N方法通常涉及到的一些循环载荷相对较大,大的塑性变形和与他们他们有关的,相对较短的寿命。典型的是指低周疲劳和应变疲劳，即使对高周疲劳也很有效。低周疲劳转化为高周疲劳通常发生104到105次循环。

不像S-N方法，通过提供时间历程文件作为载荷文件的输入，E-N方法更加量化了结构区域发生破坏的循环次数。

E-N分析流程

因为E-N方法既可以用于高周疲劳也可以用于低周疲劳，它非常灵活。也有可能用高周疲劳或者低周疲劳产生同样的结果。

1、编辑E-N分析属性

PeakVally减少了时间

历程点数目，Limit用

于粗糙计算疲劳

2、编辑材料属性

3、指定分析载荷

即默认配置。

4、后处理

显示循环次数最小的点，按循环次数排序。

3 结构焊点疲劳分析

1、焊点疲劳分析流程

2、编辑材料属性

根据板厚自

动确定焊点

的大小

控制焊点大

小的文件3.编辑载荷

即默认配置。

4、run

5、后处理

如果计算焊点力超出了极限抗拉强度，需重新设置失效准则。通过设置SpotWeldEngine

AdvanceEdit CheckStaticFailure

控制焊点显示大小

默认设置是False，不检查。如果设为Stop则第一次检测到失效就停止计算，如果设置为Warn则遇到失效的情况只是警告，计算照常进行。

4 多轴安全疲劳分析：Dang Van准则

1、Dang Van准则分析流程

Dang Van准则分析流程

Dang Van准则的目的是处理高周疲劳问题，通常损伤是在微观水平。公式是运用当前的剪切应力T(t)和静水压力P(t)与工况下极限应力比较，如果T(t)+a P(t)≤b就没有损伤。其中a、b是疲劳测试中的材料参数。b为扭转疲劳极限TAFE。

2、编辑材料属性

、双击新建的材料名字看属性。

更新刚刚新建的材料。

3、编辑载荷

Divider设为1000是为了单位统一。

4、Dang Van属性设置

本例只需要分析单元的上部，节省时间。

5、Run完成

6、后处理

设置最大最小值，同时为了更清楚的显示可以通过Group子选项来关闭实体单元只显示壳单元。

为了使两个数据整合在一起可以通过按钮实现，也可通过右击property》Style》Plot type》Overlay。如下图

散点图对应加载路径的微观剪切应力和静水压力的关系，如果红色线超出了蓝色线说明会发生失效。

安全因子小于1说明疲劳失效可能发生。

7、金属材料Dang Van参数估计

参数a、b之间没有什么一定的关系，但是我们可以用金属的扭转疲劳和弯曲疲劳做一个参考。结合静力学和疲劳的极限抗拉强度行为，经验结果有助于我们确定a、b的值。

在弹性静力学中，我们知道扭转和拉伸比率在0.577，在疲劳中，它是一个变化的数，取决于材料的尺寸和试样。

CETIM发现扭转疲劳和弯曲疲劳的比率在0.6左右，测试了几种抗拉强度极限在350MPa到2000MPa的钢材，经历了大约500次疲劳测试。Moore, Jasper and MacAdam

发现比率在0.44-0.71，最后，Föppl发现钢铁的范围在0.48-0.75，铝合金在0.54-0.65。

我们采用Föppl方法计算a和b。钢铁的扭转（t）和弯曲（f）疲劳平均比率为

(0.48+0.75)/2=0.615

a = [3*(t-f/2)]/f = [3*(0.615-0.5)*f]/f = 0.345 在UTS=1400MPa以下时f通常接近0.5倍极限抗拉强度极限，我们取0.45UTS。

b = 0.615*0.45 UTS = 0.28 UTS

对于UTS > 1400 MPa, f = 700 MPa, 所以 b = 0.615*700 = 430 MPa，所以作为一个近似值a = 0.35和b = 0.28 UTS 如果UTS < 1400 MPa否则b = 430 MPa.

经验值如下：