通过查表,已知疲劳数据如下:
直径10mm,光滑轴疲劳极限为327MPa;
直径135mm,尺寸修正后,光滑轴疲劳极限为200MPa;
直径135mm,缺口修正后,缺口轴疲劳极限为106MPa;
200/327=0.61;200/106=1.9
327MPa为材料级别的正应力疲劳极限,考虑尺寸效应和缺口效应,106MPa为零件级别的正应力疲劳极限。
由于缺乏切应力疲劳极限,假设材料级别的切应力疲劳极限为189Mpa,零件级别的切应力疲劳极限为53MPa。
疲劳强度安全系数:
复合安全系数:
假设弯矩导致的名义应力幅为51MPa;扭矩导致的名义应力幅为10.2MPa。
正应力安全系数:
106/51=2.08
切应力安全系数:
53/10.2=5.2
复合安全系数:
2.08*5.2/5.6=1.93
弯扭复合应力下,也可以按照双轴应力计算疲劳强度安全系数:
n=106/54.96=1.93
在本例中,零件的正应力疲劳极限与切应力疲劳极限之比恰好为2,恰好适用第三强度准则。
以上疲劳评定均采用名义应力,所以使用了梁单元。现在一起来研究一下实体单元能否完成疲劳评定。
1)实体单元方案存在应力集中,由于仿真分析的应力集中与疲劳缺口系数存在本质不同,所以无法使用实体单元完成疲劳评定。
2)必须经过特定研究,即对仿真软件进行特定的二次开发,才有可能在疲劳评定中直接采用仿真得到的局部应力,否则都是瞎搞。
3)零部件各位置,由于疲劳缺口系数不同,疲劳很难一次完成全场评定。所以经常看见的疲劳损伤全场云图有什么意义呢?
简言之,市面上90%的疲劳评定仿真案例,疲劳评定仿真教学,都处于瞎搞阶段。
风气很不好,以己之昏昏,焉能使人昭昭。