ANSYS疲勞分析過程與實例資料摘編續(xù)2精

1、vtlVhb話stressTime圖3-2個爭件中的三個荷載ANSYS疲勞分析（資料摘編）（續(xù)2）2011-10-21 08:49:431分類：ANSYS 一般|標簽：ansys疲勞 分析 事件 結(jié)果 字號 訂閱2.3.1.2從結(jié)果文件中提取應(yīng)力該方法把包含有6個分量的節(jié)點應(yīng)力向量直接儲存在結(jié)果的數(shù)據(jù)庫內(nèi)。隨后可以 用FS命令修正存入的應(yīng)力分量。注意-在執(zhí)行FSNODE命令之前，必須使用SET命令，可能還有SHELL命令。 SET命令從數(shù)據(jù)庫的Jobname.RST文件中讀取某一特殊載荷子步下的結(jié)果， SHELL命令可選擇從殼單元的頂面、中面或底面讀取結(jié)果（缺省是從頂面讀取結(jié) 果）。命令：FS

2、NODEGUI: Mai n Menu > Ge neral Post proc > Fatigue > -Store Stresses-From rst Fil下 面給 出用FSNODE命令在一個事件的一個節(jié)點位置輸入應(yīng)力結(jié)果的例子：SET,1 !Define data set for load ste p 1FSNODE,123,1,1 ! Stress vector at n ode 123 assig ned to event 1, ! loadi ng 1.SET,2 ! Define data set for load ste p 2FSNODE,123,1,2

3、! .eve nt 1, loadi ng 2SET,3 ! .load step 3FSNODE,123,1,3 ! .eve nt 1, loadi ng 32.3.1.3橫截面應(yīng)力本選項計算和存儲截面路徑（它是由以前的PATH和PPATH命令定義的）端點的 線性化應(yīng)力。因為通常線性化應(yīng)力計算是在能代表兩個表面的最短距離的線段上 進行的，因此，只需在兩個表面上各取一個點來描述PP ATH命令中的路徑。這一步驟將從計算結(jié)果的數(shù)據(jù)庫中獲得應(yīng)力；因此必須在SET命令之前使用FSSECT命令。用FSSECT命令儲存的應(yīng)力分量可用 FS命令修正。命令：FSSECTGUI: Main Menu >

4、; Ge neral Post proc > Fatigue > -Store Stresses - At Cross SeC使 用 FSSECT命令的方法可用下述例子說明。如果節(jié)點位置沒有在FL命令中指定，則在該例子中命令FSSECT將自動給兩個路徑節(jié)點391和395設(shè)定位置編號。見 圖 3-3。2.3.2列表、顯示或刪除儲存的應(yīng)力用下列選項對儲存的應(yīng)力進行列表、繪圖或刪除。1、列出每一個位置、每一個事件、每一種載荷或每一種應(yīng)力狀態(tài)下的儲存應(yīng)力：命令：FSLISTGUI: Main Menu > General Postproc > Fatigue > -Sto

5、re Stresses- List Stresses2、對某一位置和事件，以載荷號的函數(shù)來顯示應(yīng)力項：命令：FSPLOTGUI: Main Menu > General Postproc > Fatigue > -Store Stresses- Plot Stresses3、刪除儲存在某一位置、事件和載荷下的應(yīng)力狀態(tài)：命令：FSDELEGUI: Main Menu > General Postproc > Fatigue > -Store Stresses- Dele Stresses4、刪除某一位置上的所有應(yīng)力：命令：FLGUI: Main Menu &g

6、t; General Postproc > Fatigue > Stress Locations5、刪除在某一事件中各種載荷下的所有應(yīng)力：命令：FEGUI: Main Menu > Gen eral Postproc > Fatigue > Erase Eve nt Data2.3.3設(shè)定事件重復(fù)次數(shù)和比例系數(shù)本選項確定事件重復(fù)次數(shù)（對該事件的所有荷載和所有位置）。也可對該事件中構(gòu) 成載荷的所有應(yīng)力施加比例系數(shù)。命令：FEGUI: Main Menu > General Postproc > Fatigue > Assign Events下面給出

7、該步驟的一個例子：FE,1,-1 ! Erase all p arameters and fatigue stresses formerly! used for eve nt 1.FE,2,100,1.2 ！ Assign 100 occurrences to events 2, 3 and 4,*REP EAT,3,1 ! and scale by 1.2.FE,5,500 ! Assig n 500 occurre nces to eve nt 5.2.3.4獲得準確的耗用系數(shù)結(jié)構(gòu)常常承受各種最大和最小應(yīng)力，它們發(fā)生的順序是未知的（甚至是隨機的）。因此就必須小心地考慮如何在各種可能的應(yīng)力范

8、圍內(nèi)，得到正確的重復(fù)循環(huán)次 數(shù)，以獲得有效的疲勞壽命耗用系數(shù)。ANSYS程序自動計算所有可能的應(yīng)力范圍，同時采用我們通常所知道的雨流”法記數(shù)，跟蹤這些應(yīng)力發(fā)生的次數(shù)。在選定的節(jié)點位置，對所有事件進行搜索， 以尋找產(chǎn)生最大應(yīng)力幅的載荷對（應(yīng)力矢量）。記錄這些應(yīng)力幅的重復(fù)次數(shù)，同時 包含這些載荷的事件的剩余重復(fù)次數(shù)隨之減少。最終至少有一個事件在某一位置 被用光”，而屬于這一事件的其它應(yīng)力狀態(tài)，在隨后的過程中將被忽略。這一過 程一直進行著，直到所有的應(yīng)力幅及重復(fù)次數(shù)都被計及后結(jié)束。警告通常容易誤用疲勞模塊的記數(shù)功能。如果需要使疲勞計算得到正確的耗用 系數(shù)，就必須小心地設(shè)計好事件。設(shè)計事件時遵循下列規(guī)

9、則：1、 了解ANSYS的內(nèi)部邏輯記數(shù)算法，參見ANSYS Theory Refere nee§9.5，詳細地講述ANSYS程序如何記數(shù)。2、由于在三維應(yīng)力狀態(tài)，很難預(yù)測哪一個載荷步具有極值應(yīng)力，因此可以對每一個事件采用多個載荷群，以便成功獲得極值應(yīng)力（見圖3-2）。3、如果在某一給定的事件中，只包含一個極值應(yīng)力，則將獲得一個較保守的結(jié) 果。如果在一個事件中，引入不止一個極值應(yīng)力，則有時將產(chǎn)生不保守的結(jié)果。 如下例所示：考察一個加載歷程，由兩個稍有不同的循環(huán)構(gòu)成：載荷循環(huán)1:做500次循環(huán)，Sx = +50.0-50.1 ksi。載荷循環(huán)2:做1000次循環(huán)，Sx = +50.1-5

10、0.0 ksi。顯然這是應(yīng)力幅為50 Ksi的1500次循環(huán)。然而，如果不小心把這些載荷劃分成 兩個事件，則將導(dǎo)致不正確的記數(shù)結(jié)果。請看該結(jié)果如何：事件1載荷1： Sx = 50.0 500次循環(huán)載荷 2： Sx = -50.1事件2載荷1： Sx = 50.1 1000次循環(huán)載荷 2： Sx = -50.0可能的應(yīng)力幅是：a 從 E1,L1 到 E1,L2: 50.05 ksib 從 E1,L1 到 E2,L1: 0.05 ksie 從 E1,L1 至 U E2,L2: 50.00 ksid 從 E1,L2 到 E2,L1: 50.10 ksie、從 E1,L2 至 U E2,L2: 0.0

11、5 ksif、從 E2,L1 到 E2,L2: 50.05 ksi把這些應(yīng)力幅從大到小排列：d 從 E1,L2 到 E2,L1: 50.10 ksia 從 E1,L1 至 U E1,L2: 50.05 ksif、從 E2,L1 到 E2,L2: 50.05 ksic 從 E1,L1 至 U E2,L2: 50.00 ksib 從 E1,L1 到 E2,L1: 0.05 ksie、從 E1,L2 至 U E2,L2: 0.05 ksi則記數(shù)將如此：d 從E1,L2到E2,L1 500次循環(huán)-E1和E2用去500次循環(huán)a 從E1,L1至U E1,L2 0次循環(huán)-E1已用光f、從E2,L1到E2,L

12、2 500次循環(huán)-E2又用去500次循環(huán)C、從E1,L1到E2,L2 0 次循環(huán)-兩個事件都用光b從E1,L1到E2,L1 0次循環(huán)-兩個事件都用光e、從E1,L2到E2,L2 0次循環(huán)-兩個事件都用光上面記錄了 50 ksi應(yīng)力幅的1000次循環(huán)，而不是已知的1500次循環(huán)。這個錯誤 的結(jié)果是由于不恰當?shù)氖录M合導(dǎo)致的。假使載荷被描述為各自分離的事件 (如E1,L1 => E1; E1,L2 => E2; E2,L1 => E3;E2,L2 => E4)，則將得到下列的記數(shù)范圍：d從E2到E3的500次循環(huán)，用去500次循環(huán)a從E1到E2的0次循環(huán)，因為E2用光”了f

13、、 從E3到E4的500次循環(huán)，E3又用去500次循環(huán)，E4用去500次循環(huán)c從E1到E4的500次循環(huán)，E4又用去500次循環(huán)d從E1到E3的0次循環(huán)，因為E3用光”了e、從E2到E4的0次循環(huán)，因為E2和E4都 用光”了。上述情況恰當?shù)赜涗浟死鄯e疲勞損傷被，即50 ksi應(yīng)力幅的1500次循環(huán)。4、相反，對每一個最大和最小應(yīng)力條件應(yīng)用分離的事件，則將使記錄變得太保 守。在這種情況下，應(yīng)小心地選擇應(yīng)被一起記數(shù)的載荷，將它們劃分為同一事 件。下面的示例說明一些事件如何才能夠包括多個極值應(yīng)力條件?？紤]由兩個載荷循環(huán)組成的載荷歷程：載荷循環(huán)1:從Sx = +100.1到+100.0 ksi,做50

14、0次循環(huán) 載荷循環(huán)2:從Sx = +50.1 到 +50.0 ksi，做 1000 次循環(huán)顯然這些循環(huán)的最不利組合為以大約25 ksi的應(yīng)力幅做500次循環(huán)。在本例中，如果將載荷劃分為兩個事件，則產(chǎn)生了25 ksi范圍內(nèi)進行500次循環(huán)的正確記錄。如每一個載荷作為一個獨立的事件，將產(chǎn)生一種過于保守的記錄， 形成25ksi應(yīng)力幅的1000次循環(huán)。2.4激活疲勞計算現(xiàn)在有了位置、應(yīng)力、事件及所有指定的材料參數(shù)，可在指定位置執(zhí)行疲勞計 算。位置的確定可用節(jié)點本身，也可用位置編號。命令：FTCALCGUI: Main Menu > General postproc > Fatigue &g

15、t; Calculate Fatig2.5查看計算結(jié)果疲勞計算結(jié)果被輸出在輸出窗口。如果你將輸出轉(zhuǎn)向/OUTPUT到文件中（如Job name.OUT），就可打開該文件查看結(jié)果。命令：*LISTGUI: Utility Menu>List>Files>Other>Jobname.OUT如果用戶已輸入S-N曲線，則所有部位的應(yīng)力幅（從大到小排列）與相應(yīng)的事件/ 載荷、使用循環(huán)次數(shù)、允許循環(huán)次數(shù)、溫度和階段耗用系數(shù)一起以表格形式輸 出。隨后輸出累積壽命耗用系數(shù)。正如前面提到的，F(xiàn)TCALC輸出時，將對任一給定的應(yīng)力幅顯示相應(yīng)的事件和載 荷，這些信息能幫助分離出那些引起最大的

16、疲勞損傷的事件與載荷。修正事件的一個方便的方法是把所有的疲勞數(shù)據(jù)寫入Job name.FATG文件中（它可以在執(zhí)行FTCALC命令前或后做）。寫入Jobname.FATG文件的數(shù)據(jù)是疲勞模 塊的命令流。可通過編輯Jobname.FATG文件（文本文件）來修改事件，然后用 /INPUT命令重新讀入被修改的疲勞命令。命令：FTWRITEGUI: Main Menu > General postproc > Fatigue > Write Fatig Data.2.6其它記數(shù)方法前面曾介紹過 雨流”記數(shù)法。在時間-載荷歷程未知的情況下，這一技術(shù)才有用 處。如果時間-載荷歷程已知，對

17、每一個接連的事件分別做疲勞分析FTCALC，然后人工相加這些耗用系數(shù)，則可避免得到不恰當?shù)谋Ｊ亟Y(jié)果。2.7疲勞分析示例（命令流方法）下面是一個疲勞計算輸入命令流：! Enter P OST1 and Resume the Database:/P OST1RESUME,.! Number of Locatio ns. Eve nts, and Load ingsFTSIZE,.! Material Fatigue Prop erties:FP ,1,. ! N valuesFP ,21,. ! S valuesFP ,41,. ! T valuesFP ,51,. ! Sm valuesFP, 61,. ! Elastic- plastic material p arameters! Locatio ns, Stress Concen trati on Factors, and Locati on Titles FL,.! Store Stresses (3 Differe nt Methods)! Store Stresses Manu ally:FS,.! Retrieve Stresses from the Results File:SET,.FSNODE,.! Store S