疲劳模块更新
对于疲劳模块的用户,comsol多物理学®5.2A版本带来了新的Dang-Van型号,该模型是针对压缩负荷,接触疲劳,地下疲劳和剥落的快速准确建模而定制的。许多新的和扩展的教程模型演示了此新功能的应用。在此处了解有关疲劳模块更新的更多信息。地下疲劳建模
基于压力的疲劳模型家族已扩展到包括Dang-Van模型。这个新模型通过静水应力将压缩态的敏感性纳入疲劳预测中。因此,Dang-Van模型适合评估压缩载荷和接触疲劳。该模型可以预测地下疲劳发育,然后在例如轴承和轨道应用中观察到散布。
基于Dang-Van模型评估的表面硬化材料中的地下疲劳。可以对1D,2D和3D中的实体进行评估Dang-Van模型。但是,当对地下疲劳进行建模时,对3D域级别的评估是最合适的。但是,疲劳分析可能会变得耗时,因为最高应力通常位于表面以下约10-100微米,并且准确的解决方案需要在整个深度中进行精细的离散化。另外,如果接触载荷沿弯曲表面传输,则再次需要沿两个表面尺寸进行细网。但是,计算在多个处理器上计算时很容易平行,评估时间会减少。
示例的应用程序库路径显示地下疲劳建模和Dang-Van模型:
fatigue_module/stress_based/stand_contact_fatigue
fatigue_module/stress_based/shaft_with_fillet
fatigue_module/stress_based/linear_guide
疲劳模型的参数化
大多数疲劳模型设置选项已被参数化。这意味着可以将参数和变量分配给疲劳模型设置,并且可以在参数研究中评估它们对疲劳的影响。只有两个选项不能被参数化:平均值垃圾箱的数量和范围箱数在累积损害特征中。
示例的应用程序库路径,该路径显示了在疲劳模型中使用参数化的使用:
fatigue_module/stress_life/bracket_fatigue
新教程模型:站立接触疲劳
常规接触疲劳测试是用于测试地下水平裂纹生长的过程。在这样的测试中,将球形物体压在测试的材料上,并在高压和低压缩负荷之间循环。两者之间没有翻译运动。
一段时间后,可以在平坦物体的表面上观察到表面裂纹,而对组件的进一步分析揭示了在地下水平上存在的多个裂纹。表面最初是硬化的,与物体其余的材料特性相比,它改变了表面的材料特性。这种表面硬化过程会影响物体的材料强度,硬化和疲劳特性,而在整个物体的深度中也引入了残留应力。
可以观察到三个不同的疲劳影响材料。最接近表面的样品具有强大的病例层,而在核心中,材料具有未影响的材料特性。在这些层之间,有一个过渡层,其中材料特性和残余应力都具有强梯度。所有这些效果都纳入负载周期的模拟中。
在此示例中,使用Dang-Van模型模拟疲劳。结果表明,应力是剩余过程中残留状态的组合以及球形物体凹痕引起的塑性变形的结构响应。可塑性仅在第一个负载周期内发生,而随后的负载周期本质上是弹性的。因此,第二个负载周期可以看作是稳定的负载周期,并在随后的疲劳研究中使用。
示例教程模型的应用程序库路径,该模型证明了站立接触疲劳:
fatigue_module/stress_based/stand_contact_fatigue
在峰值载荷处的表面硬化材料中的有效应力。最高的应力在表面下方。在过渡层和核心之间的接口处还有局部应力最大值。
新教程模型:线性指南中的滚动接触疲劳
当将线性指南加载到制造商的规范限制上方时,一个问题是接触负荷是否会引入疲劳泡沫。在此系统分析中,已经对整个指南进行了分析,并且已经确定了在铁路赛道上发生的最大破坏接触负荷。由于散布是通过地下水平上的疲劳裂纹引发的,因此进行了基于DANG-VAN模型的疲劳评估。
弯曲表面上移动接触负荷的疲劳评估需要受控的网格。元素的尺寸必须足够小,以正确解析表面上的接触压力。而且,当我们分析滚动接触时,接触压力沿表面动态性是动态的,因此行进接触的整个区域必须由小元素组成。此外,在地下水平上发现了接触分析中最大的剪切应力,因此在整个模型的深度中也需要细网。
在此模型中证明了一种处理此类挑战的技术。
示例模型的应用程序库路径,该路径在线性指南中演示了滚动接触疲劳:
fatigue_module/stress_based/linear_guide
更新的教程模型:带有圆角的非比例装载轴的疲劳分析
该教程模型已根据基于Dang-Van模型的疲劳预测扩展。随后将基于压力的三种模型,Findley,Matake和Dang-Van的结果相互比较,并且在文档中讨论了差异。
更新的教程模型的应用程序库路径:
fatigue_module/stress_based/shaft_with_fillet
更新的教程模型:支架 - 疲劳评估
通过参数研究扩展了支架教程模型的疲劳评估。该扩展逐步证明了如何对疲劳分析进行参数研究,这是学习如何使用此功能的一个很好的起点。
更新的括号教程模型的应用程序库路径:
fatigue_module/stress_life/bracket_fatigue