疲劳计算在机械行业设计中是不可缺少的一部分,我们或多或少知道一点,疲劳失效不像强度失效那么明显,但其发生破坏又是那么的突然且影响巨大。
且不说一辆车行驶中,某个支撑结构、运行构件突然间破坏导致车毁人亡这么惨烈;整体构件就因为某个组成件破坏而需要重新搭建也会产生不可估量的时间和经济损失。
但校核结构疲劳往往是需要大量数据作为背书的,这样的过程需要大量资金和时间投入,这对于很多中小企业、高校团队的研究是十分困难的。没有数据就无法预估结构的使用寿命,巧妇难为无米之炊的窘境难免发生。
现代设计是十分依赖数据支撑,尤其是正向设计,市场是很需要这样的材料数据,因此像ANSYS、达索这类仿真计算公司纷纷给出了购买材料库的方案,但其价格不菲,对于小规模团队而言根本无力支付。
先前就跟一家国内某大型测试机构了解过,做一条材料疲劳曲线至少需要十几万,这还是数据量比较少的情况下,也就是曲线能用但没那么准确的情况,可见材料结构的疲劳数据的准确获取真的是用真金白银砸出来的。
好在国外有机构做了一些比较常用材料结构的大量疲劳数据,给到我们作为设计或者常规材料研究有了一定的参考,至少现在大部分机械行业里用的材料还是钢、铝居多。
像英国标准的BS EN1993就给出了不少钢结构焊接疲劳类型曲线,也十分详细地介绍了试验过程,应用场景,计算方式等等。
在标准中,可以说从理论到试验,甚至到数据处理都给出了十分详尽地介绍,这对于涉及结构疲劳设计的工程师是非常友好,深入解读能够了解更多疲劳中的关键知识。
铝的结构更加复杂,尤其是焊接过后的影响更大,在BS EN1999也同样给出了许多关于铝结构焊接疲劳类型曲线。
PS:虽然这两个标准主要用于名义应力法的疲劳计算,但这些数据对于没有、缺少条件获取材料参数的工程师而言还是有很大帮助,如何应用好里面的数据就需要大家好好研读了
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