在许多应用中，适用于结构的负载本质上是随机的。结构响应的采样结果将根据数据收集时间而有所不同。尽管经历的压力并不总是很高，但重复的负载和卸载可能会导致疲劳。这些类型的应用中的工程挑战正在定义关键点中对随机负载历史记录的压力响应，并预测疲劳损害。这是通过疲劳模块中的累积损伤特征模拟的，该功能使用雨流计数方法定义了应力历史记录，并使用棕榈晶矿物线性损伤规则来计算疲劳损伤。
多重负载导致累积损害
随机载荷将各种应力带有不同幅度的应力，将其引入结构。因此，重要的是要确定压力史上的总体趋势。雨流周期计数是一种流行的方法，将可变负载病史转移到以某些平均应力和应力振幅为特征的离散应力分布中。在comsol多物理学中，雨流计数的应力分布以新的图类型可视化，称为矩阵直方图。
基于雨流周期计数法的应力分布。
获得疲劳寿命的经典方法是通过S-N曲线。它将应力振幅与材料可以承受的载荷周期的数量相关联。但是，在可变载荷中，应力振幅不是恒定的，而必须使用替代模型来计算每个周期的损伤贡献。您可以使用广泛使用的方法使用Palmgren-Miner线性损伤规则来捕获这一点。在里面疲劳模块，Palmgren-Miner规则处理雨流量计数的应力分布，并将其与极限S-N曲线联系起来。为了捕获平均应力效应，以使损伤随着平均应力的增加而增加，S-N曲线被指定为R值的论点。
基于广义载荷的累积损伤计算
疲劳分析包括两个步骤。首先，您计算负载周期的结构响应。接下来，您进行疲劳评估。当在随机负载分析中，负载事件的数量很大时，负载周期的仿真是耗时的，但是如果模拟中不存在非线性效应，则可以大大减少计算时间。在这种情况下，可以在叠加的帮助下开处方应力周期。这是可以选择的广义负载分析类型的累积损伤特征。在那里，负载周期不是按负载步骤规定的负载步骤，而是将外部负载的历史记录分解为具有相应负载历史的几个广义负载。
外部负载使用三个通用载荷和相应的时间历史模拟。
基于广义载荷的累积损伤计算可以按照以下步骤进行总结：
- 定义广义负载
- 在结构研究中开出广义负载
- 计算对广义载荷的结构响应
- 定义所有通用负载的负载历史
- 规定相应的广义负载的负载历史
- 计算疲劳分析
前三个步骤是在结构上进行的，而最后三个步骤是在疲劳研究中完成的。
疲劳建模示例
我想与您分享两个模拟累积损害的例子。两者都可以在疲劳模块中找到。在其中一个示例中，逐步规定了负载周期，而在另一个示例中，通过广义负载选项使用叠加。
这 ”带切口的框架”示例使用广义负载选项。在这里，模拟了对1,000个负载事件的疲劳反应。带有广义负载选项的总计算时间为8分钟，而按负载事件计算的负载事件对于每个负载事件需要1.5分钟，因此总负载周期将需要一整天的计算时间。此外，需要保存大量数据才能通过疲劳研究来处理。使用广义负载选项，您无需花费很多时间来计算。
该模型 ”疲劳分析中的周期计数 - 基准”将雨流量计数的结果与ASTM标准进行比较。比较基于棕榈剂的计算的结果。
如果您有兴趣了解有关疲劳建模的更多信息，请调整我们的comsol网络研讨会的疲劳建模7月30日Th，2013年。
评论（0）