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CAE分析零件的模态与寿命

CAE分析零件的模态与寿命

作者: 水若蓝 | 来源:发表于2023-09-23 09:12 被阅读0次

1 >零件的模态与振动

固有频率

受迫振动

共振现象

提升零件的固有频率可以有效避免低频共振。

2 >零件的疲劳与断裂

疲劳的危害:

疲劳(Fatigue)与断裂(Fracture)是引起工程结构和构件失效的最主要的原因(90%);振动是疲劳加速的过程。

定义(ASTM E206-72):

在某点或某些点承受扰动应力,且在足够多的循环扰动作用之后形成裂纹;或完全断裂的材料中所发生的局部永久结构变化的发展过程,称为疲劳。

应力疲劳:因为作用的循环应力水平较低,寿命循环次数较高(疲劳寿命Nf一般大于10000次),故也称为高周疲劳,也是主要的研究对象。

若最大循环应力 Smax大于屈服应力 Sy,则由于材料屈服后应变变化较大,应力变化相对较小,用应变作为疲劳控制参量更为恰当,称之为应变疲劳;

因为应变疲劳作用的循环应力水平较高,故寿命较低,Nf一般小于10000。应变疲劳也称为低周疲劳。

材料的疲劳极限,随加载形式的不同有下述变化趋势:

Sf (弯)>Sf(拉)

假定作用应力水平相同,拉压时高应力区体积等于试件整个试验段的体积,弯曲情形下的高应力区体积则要小得多,碰到缺陷的概率也越小。

零件材料的S-N曲线(维乐曲线):

给出的是光滑材料在恒幅对称循环应力作用下的裂纹萌生寿命。

(材料疲劳性能试验所用标准试件,一般是小尺寸3-10mm光滑圆柱试件)

大部分构件的实际工作载荷是变幅载荷;

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