《【精品】疲勞分析方法》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、疲勞壽命分析方法摘要：木文簡(jiǎn)單介紹了在結(jié)構(gòu)件疲勞壽命分析方法方面國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，重點(diǎn)講解了結(jié)構(gòu)件壽命疲勞分析方法中的名義應(yīng)力法、局部應(yīng)力應(yīng)變法、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)強(qiáng)度法四人方法的估算原理。疲勞是一個(gè)既古老乂年輕的研究分支，口Wohler將疲勞納入科學(xué)研究的范疇至今,疲勞研究仍有方興未艾Z勢(shì)，材料疲勞的真」E機(jī)理與對(duì)其的科學(xué)描述尚未得到很好的解決。疲勞壽命分析方法是疲分研究的主要內(nèi)容從疲勞研究史可以看到疲勞壽命分析方法的研究伴隨著整個(gè)歷史。金屬疲勞的最初研究是一位德國(guó)礦業(yè)工程帥風(fēng)W.AJ.Albert在1829年前后完成的。他對(duì)用鐵制作的礦山升降機(jī)

2、鏈條進(jìn)行了反復(fù)加載試驗(yàn)，以校驗(yàn)其可靠性。1843年，英國(guó)鐵路工程師W.J.M.Rankine對(duì)疲勞斷裂的不同特征有了認(rèn)識(shí)，并注意到機(jī)黠部件存在應(yīng)力集中的危險(xiǎn)性。1852年?1869年期間，Wohler對(duì)疲勞破壞進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。他發(fā)現(xiàn)由鋼制作的車軸在循環(huán)載荷作用卜，其強(qiáng)度人人低于它們的靜載強(qiáng)度，提出利用S-N曲線來描述疲勞行為的方法，并是提出了疲勞“耐久極限”這個(gè)概念。1874年，德國(guó)工程師H.Gerber開始研究疲勞設(shè)計(jì)方法，提出了考慮平均應(yīng)力影響的疲勞壽命計(jì)算方法。Goodman討論了類似的問題。1910年，O.H.Basquin提出了

3、描述金屬S?N曲線的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，指出：應(yīng)力對(duì)疲勞循環(huán)數(shù)的雙對(duì)數(shù)圖在很大的應(yīng)力范圍內(nèi)表現(xiàn)為線性關(guān)系。Bairstow通過多級(jí)循環(huán)試驗(yàn)和測(cè)量滯后回線，給出了有關(guān)形變滯后的研究結(jié)果，并指出形變滯后與疲勞破壞的關(guān)系。1929年B.P.Haigh研究缺口敏感性。1937年H.Neuber指岀缺口根部區(qū)域內(nèi)的平均應(yīng)力比峰值應(yīng)力更能代表受載的嚴(yán)覓程度。1945年MAMiner在J.V.Palmgren工作的基礎(chǔ)上提岀疲勞線性累積損傷理論。L.F.Coffin和S.S.Manson各自獨(dú)立提出了塑性應(yīng)變幅和疲勞壽命Z間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，即Coffin—Manson

4、公式，隨后形成了局部應(yīng)力應(yīng)變法。中國(guó)在疲勞壽命的分析方面起步比較晚，但也取得了一些成果。浙江大學(xué)的彭禹，郝志勇針對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)部件多軸疲勞載荷歷程捉収以及在真實(shí)工作環(huán)境下的疲勞壽命等問題，以發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸部件為例，提出了一種以有限元方法，動(dòng)力學(xué)仿真分析以及疲勞分析為基礎(chǔ)的聯(lián)合仿真多軸疲勞壽命預(yù)測(cè)方法；吉林大學(xué)的范平清，薛海英，譚慶昌利用PRO/E,MSC/NASTRAN,MSC/FATIGUE軟件對(duì)MB-1新型客車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架進(jìn)行了疲勞壽命分析，同時(shí)給出了疲勞壽命分布的云紋圖；上海匯眾汽車制造有限公司的王成龍，張治應(yīng)用MSC/FAT1GUE,結(jié)合疲勞

5、臺(tái)架實(shí)驗(yàn)，對(duì)汽車安全零件-控制臂進(jìn)行了疲勞分析等等。疲勞壽命計(jì)算方法發(fā)展也伴隨著艾他學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展。1疲勞壽命及其方法簡(jiǎn)介1.1疲勞及疲勞壽命1.1.1疲勞定義及分類疲勞用來表達(dá)材料在循環(huán)載荷作用下的損傷和破壞。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在1964年發(fā)表的報(bào)告《金屬疲勞試驗(yàn)的一般原理》中對(duì)疲勞所做的定義是：“金屬材料在應(yīng)力或應(yīng)變的反復(fù)作用下所發(fā)生的性能變化叫做疲勞”這一描述也普遍適用于非金屬材料。對(duì)疲勞可以從不同的角度進(jìn)行分類。在常溫下工作的結(jié)構(gòu)和機(jī)械的疲勞破壞取決于外載的大小。從微觀上看，疲勞裂紋的萌生都與局部微觀蛾性有關(guān)，但從宏觀上看，在

6、循環(huán)應(yīng)力水平較低時(shí)，彈性應(yīng)變起主導(dǎo)作用，此時(shí)疲勞壽命較長(zhǎng)，稱為應(yīng)力疲勞或高周疲勞；在循環(huán)加力水平較高時(shí)，塑性應(yīng)變起主導(dǎo)作用，此時(shí)疲勞壽命較短，稱為應(yīng)變疲勞或低周疲勞。不同的外部載荷造成不同的疲勞破壞形式，由此可以將疲勞分為：機(jī)械疲勞■僅由外加應(yīng)力或應(yīng)變波動(dòng)造成的疲勞失效；蠕變疲勞■循環(huán)載荷同高溫聯(lián)合作用引起的疲勞失效；熱機(jī)械疲勞■循環(huán)載荷和循環(huán)溫度同時(shí)作用引起的疲勞失效；腐蝕疲勞■在存在侵蝕性化學(xué)介質(zhì)或致脆介質(zhì)的環(huán)境中施加循環(huán)載荷引起的疲勞失效；滑動(dòng)接觸疲勞和滾動(dòng)接觸疲勞■載荷的反復(fù)作用與材料間的滑動(dòng)和滾動(dòng)接觸相結(jié)合分別產(chǎn)生的疲勞失效：微動(dòng)

7、疲勞?脈動(dòng)應(yīng)力與表面間的來冋相對(duì)運(yùn)動(dòng)和摩擦滑動(dòng)共同作用產(chǎn)生的疲勞失效。機(jī)器和結(jié)構(gòu)部件的失效大多數(shù)是由于發(fā)生上述某一種疲勞過程造成的。1.1.2疲勞壽命疲勞壽命是指結(jié)構(gòu)或機(jī)械直至破壞所作用的循環(huán)載荷的次數(shù)或時(shí)間。所謂疲勞破壞或疲勞失效的定義或準(zhǔn)則是多種多樣的。從疲勞損傷發(fā)展過程看，有二階段疲勞壽命模型、三階段疲勞壽命模型和多階段疲勞壽命模型。二階段模型將疲勞壽命分為裂紋形成和裂紋擴(kuò)展（圖1所吊：結(jié)構(gòu)或材料從受載開始到裂紋達(dá)到某一給定的裂紋長(zhǎng)度為止的循環(huán)次數(shù)稱為裂紋形成壽命，此后裂紋擴(kuò)展到臨界裂紋長(zhǎng)度蚣為止的循環(huán)次數(shù)稱為裂紋擴(kuò)展壽命；從疲勞壽命

8、預(yù)測(cè)的角度看，這一給定的裂紋長(zhǎng)度與預(yù)測(cè)所采用的壽命性能曲線有關(guān)。三階段模型認(rèn)為疲勞損傷過程由無裂紋、小裂紋和大裂紋三個(gè)階段組成（圖2所示），其「山仏血為小裂紋的上限尺寸，％込為小