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1、目录,疲劳简介,强度、刚度和疲劳寿命是对工程结构和机械使用的三个基本要求，其中疲劳破坏是工程结构和机械失效的主要原因之一，引起疲劳失效的主要原因是重复载荷。从微观上看，疲劳裂纹的萌生都与局部微观塑性有关，但从宏观上看，在循环应力水平较低时，弹性应变起主导作用，此时疲劳寿命较长，称为应力疲劳或高周疲劳；在循环应力水平较高时，塑性应变起主导作用，此时疲劳寿命较短，称为应变疲劳或低周疲劳。疲劳寿命是指结构或机械直至破坏所作用的循环载荷的次数或时间。,疲劳简介,工程裂纹,无裂纹,小裂纹,大裂纹,裂纹长度a,裂纹扩展寿命,全寿命,图1 三阶段疲劳破坏模型,图中：小裂纹的上限尺寸 小裂纹的下限尺寸 工程
2、裂纹尺寸 临界裂纹长度,结构分析,三维建模,在ANSYS中建立模型,网格划分,模型采用六面体网格 Nodes:67516Elements:36758,分析结果,从上图中可以看到最大应力出现在联接孔处，此处作为疲劳分析的重点对象。,疲劳分析应用,非恒定振幅载荷,疲劳分析应用,寿 命,安全系数,疲劳分析应用,载荷-寿命曲线图,疲劳分析应用,损伤矩阵,雨流矩阵,理论与展望,雨流法理论线性疲劳累积损伤理论非线性疲劳累积损伤理论,雨流法理论,目前雨流计数法有多种，但差别不大，常用的雨流计算法的计算规则为：（1）雨流起点依次在每个峰（或谷）的内侧；（2）雨流在下一个峰（或谷）处落下，直到有一个比其大的峰（
3、或更小的谷）为止；（3）当雨流遇到来自上面屋顶流下的雨流时，就停止；（4）取出所有的全循环，并记录下各自的幅值和均值。,疲劳极限图,Gerber抛物线模型：Goodman直线模型：Soderberg直线模型：,Goodman适用于低韧性材料，对压缩平均应力没能作修正;Soderberg比Goodman更保守，大多数情况下适用于脆性材料;Gerber理论能够对韧性材料的拉伸平均应力提供很好的拟合,但它不能正确地预测出压缩平均应力的有害影响.,今后工作,从以上的有限元分析，可以得出机械零部件疲劳寿命和疲劳损伤，能更好预测材料在交变载荷作用下的循环寿命。但其中还有许多理论有待解决：1.线性疲劳累积损伤理论；2.非线性疲劳累积损伤理论；3.局部应力应变的稳态法和瞬态法；4.实验数据与计算数据的吻合。,精品课件！,精品课件！,Thank You!,
