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疲劳极限应力的有限元分析方法

2024-08-20 22:31阅读：

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编辑：杭州那泰科技 www.nataid.com
疲劳极限应力的有限元分析方法
疲劳极限应力不能用来直接表示某种较高应力级产生疲劳损坏的循环数。已收集到的试验数据表明，经典S-N曲线在复对数坐标纸上是在100000次循环和相当于所研究的材料的疲劳极限的循环数(对于钢材为2X1护次循环)之间的一条直线。知道此曲线的斜率，就可以预测承受超过疲劳极限的应力S的部件寿命Nf疲劳损坏的循环数。把曲线的斜率记为K寿命N，方程可由下述S-N图推导。
疲劳强度有限元分析
方法，根据上述理论，进行疲劳分析的首要条件是得到应力谱，采用的应力谱和构件实际运行时的应力谱的近似程度决定了疲劳分析的准确度。为弥补准静态叠加法得到应力谱过程中无法考虑应力动态响应问题的不足，本文探讨通过有限元法，采用瞬态动力学分析直接得到应力一时间历程，再编制雨流计数法统计得到应力谱，采用上述线性累积损伤理论进行疲劳强度分析。该方法分如下一些步骤：
第一步，选取有代表性的线路状况(所设计机车车辆将主要运行于其上的)及运行工况，同时充分考虑并真实模拟各种载荷，通过仿真分析直接得到考核结构的应力一时间历程。这一步要得到足够多的数据，以得到尽可能多的应力循环，包括实际运行中可能的各应力级。
第二步，使用雨流计数法统计得到考核点的应力谱。
第三步，根据计算得到应力-时间历程时列车所运行的距离1 (m)，得到每公里应力谱的循环数1000/1。
第四步，考虑各零部件的结构型式和材料，为分析零件选择适当的改进Goodman图常数。
第五步，确定各应力级是否超过对应该应力级的疲劳极限(检查所有的R值)，当最大应力级超过对应的疲劳极限，不能预计有无限寿命时。确定谱的哪一部分超过对应该应力级的疲劳极限Se。
第六步，以表列出名念，利用式得到在该应力潜的作用下机车车辆的疲劳寿命NT(单位为次)；
第七步，利用得到疲劳寿命的公里数；
第八步，考虑空重车比例(主要对于货车来说)，得到总的疲劳寿命的公里数。若计算得到的疲劳寿命达到规定要求，则认为疲劳强度足够。


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