Fe-safe振動疲勞計算

2017-07-05  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

振動疲勞是結構所受動態交變載荷(如振動、沖擊、噪聲載荷等)的頻率分布與結構固有頻率分布具有交集或相接近,從而使結構產生共振所導致的疲勞破壞現象,也可以直接說成是結構受到重復載荷作用激起結構共振所導致的疲勞破壞。所以只有結構在共振帶寬內或其附近受到激勵導致的共振破壞才屬于振動疲勞破壞,否則都屬于靜態疲勞問題。

1.Fe-safe振動疲勞介紹

Fe-safe包括強大的柔性組件和結構的動態響應分析。穩態模態分析,隨機瞬態分析和PSD都屬于該分析范疇。

Fe-safe亦包括功能強大的信號處理軟件,safe4fatigue(S7)。這允許對測量的歷史記錄進行分析和fe-safe的結果輸出。這個功能包括:

• 繪圖和數字清單;

• 處理,如編輯,放大,濾波,集成或微分;

• 幅值分析,如雨流計數,能級交叉分析;

• 頻域分析,如PSD,轉換函數;

• 應變校核的疲勞分析和其他時程分析,雨流矩陣數據。

• 實例介紹

本文通過懸臂梁結構介紹如何在fe-safe中實現振動疲勞分析。

2.1在abaqus中實現振動分析

(1)有限元建模

v創建三維幾何模型,厚度方向創建三層網格單元。

v定義線彈性材料本構模型,賦于材料屬性;

v創建幾何約束;

(2)模態提取

v采用Lanczos算法,實現模型前10階模態的提取;

v保持模型參考點的約束狀態。

前十階模態提取結果:

(3)隨機振動計算

v采用隨機響應分析,實現懸臂梁在外部基礎運動激勵條件下的分析。

v定義功率譜密度以及基礎運動相應譜載荷定義。其中頻域范圍為1~2000,結構阻尼為0.03。

v輸出管道模型的廣義位移歷史場變量。

(4)分析結果

v隨機響應功率譜密度激勵,前十階廣義位移與頻率關系曲線:

2.2實現振動疲勞壽命預測分析

v完成模型材料,應力-應變導入以及載荷定義等步驟,通過設置載荷譜應力幅值數據,材料的屬性,以及表面光潔度,并選擇相應的疲勞壽命機理,最終求得支架整體結構的疲勞壽命云圖。

輸出按照上述載荷譜響應進行循環分析的壽命結果,即10E+0.5833~10E7,結構的疲勞壽命較危險的位置為端部位置。

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