1、目錄目錄 疲勞簡介疲勞簡介1 結構分析結構分析2 疲勞分析應用疲勞分析應用3 理論與展望理論與展望4機構疲勞壽命分析Fatigue Life Prediction of Structures疲勞簡介疲勞簡介l 強度、剛度和疲勞壽命是對工程結構和機械使用的強度、剛度和疲勞壽命是對工程結構和機械使用的三個基本要求，其中疲勞破壞是工程結構和機械失三個基本要求，其中疲勞破壞是工程結構和機械失效的主要原因之一，引起疲勞失效的主要原因是重效的主要原因之一，引起疲勞失效的主要原因是重復載荷。復載荷。l 從微觀上看，疲勞裂紋的萌生都與局部微觀塑性有從微觀上看，疲勞裂紋的萌生都與局部微觀塑性有關，但從宏觀上看，

2、在循環(huán)應力水平較低時，彈性關，但從宏觀上看，在循環(huán)應力水平較低時，彈性應變起主導作用，此時疲勞壽命較長，稱為應力疲應變起主導作用，此時疲勞壽命較長，稱為應力疲勞或高周疲勞；在循環(huán)應力水平較高時，塑性應變勞或高周疲勞；在循環(huán)應力水平較高時，塑性應變起主導作用，此時疲勞壽命較短，稱為應變疲勞或起主導作用，此時疲勞壽命較短，稱為應變疲勞或低周疲勞。低周疲勞。l 疲勞壽命是指結構或機械直至破壞所作用的循環(huán)載疲勞壽命是指結構或機械直至破壞所作用的循環(huán)載荷的次數(shù)或時間。荷的次數(shù)或時間。疲勞簡介疲勞簡介0asmLasmUa工程裂紋無裂紋小裂紋大裂紋裂紋長度a裂紋擴展壽命全壽命cra圖1 三階段疲勞破壞模型圖

3、中： 小裂紋的上限尺寸 小裂紋的下限尺寸 工程 裂紋尺寸 臨界裂紋長度smLasmUa0acra 結構分析結構分析 三維建模三維建模1 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分2 分析結果分析結果3 三維建模三維建模1 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分2 分析結果分析結果3三維建模三維建模在ANSYS中建立模型網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分模型采用六面體網(wǎng)格 Nodes:67516Elements:36758分析結果分析結果從上圖中可以看到最大應力出現(xiàn)在聯(lián)接孔處，此處作為疲勞分析的重點對象。疲勞分析應用疲勞分析應用非恒定振幅載荷疲勞分析應用疲勞分析應用壽 命安全系數(shù)疲勞分析應用疲勞分析應用載荷-壽命曲線圖疲勞分析應用疲勞分析應用損傷矩陣雨流矩陣理

4、論與展望理論與展望u雨流法理論u線性疲勞累積損傷理論u非線性疲勞累積損傷理論雨流法理論 目前雨流計數(shù)法有多種，但差別不大，常用的雨流計算法的計算規(guī)則為：（1）雨流起點依次在每個峰（或谷）的內(nèi)側；（2）雨流在下一個峰（或谷）處落下，直到有一個比其大的峰 （或更小的谷）為止；（3）當雨流遇到來自上面屋頂流下的雨流時，就停止；（4）取出所有的全循環(huán)，并記錄下各自的幅值和均值。疲勞極限圖疲勞極限圖11mab211mabGerber拋物線模型：Goodman直線模型：Soderberg直線模型：11mas Goodman適用于低韌性材料，對壓縮平均應力沒能作修正 ; Soderberg比Goodman更保守，大多數(shù)情況下適用于脆性材料; Gerber理論能夠對韌性材料的拉伸平均應力提供很好的擬合,但它不能正確地預測出壓縮平均應力的有害影響.今后工作今后工作 從以上的有限元分析，可以得出機械零部件疲勞壽命和疲勞損傷，能更好預測材料在交變載荷作用下的循環(huán)壽命。但其中還有許多