Fe-safe振动疲劳计算

2017-07-05  by:CAE仿真在线  来源:互联网

振动疲劳是结构所受动态交变载荷(如振动、冲击、噪声载荷等)的频率分布与结构固有频率分布具有交集或相接近,从而使结构产生共振所导致的疲劳破坏现象,也可以直接说成是结构受到重复载荷作用激起结构共振所导致的疲劳破坏。所以只有结构在共振带宽内或其附近受到激励导致的共振破坏才属于振动疲劳破坏,否则都属于静态疲劳问题。

1.Fe-safe振动疲劳介绍

Fe-safe包括强大的柔性组件和结构的动态响应分析。稳态模态分析,随机瞬态分析和PSD都属于该分析范畴。

Fe-safe亦包括功能强大的信号处理软件,safe4fatigue(S7)。这允许对测量的历史记录进行分析和fe-safe的结果输出。这个功能包括:

• 绘图和数字清单;

• 处理,如编辑,放大,滤波,集成或微分;

• 幅值分析,如雨流计数,能级交叉分析;

• 频域分析,如PSD,转换函数;

• 应变校核的疲劳分析和其他时程分析,雨流矩阵数据。

• 实例介绍

本文通过悬臂梁结构介绍如何在fe-safe中实现振动疲劳分析。

2.1在abaqus中实现振动分析

(1)有限元建模

v创建三维几何模型,厚度方向创建三层网格单元。

v定义线弹性材料本构模型,赋于材料属性;

v创建几何约束;

(2)模态提取

v采用Lanczos算法,实现模型前10阶模态的提取;

v保持模型参考点的约束状态。

前十阶模态提取结果:

(3)随机振动计算

v采用随机响应分析,实现悬臂梁在外部基础运动激励条件下的分析。

v定义功率谱密度以及基础运动相应谱载荷定义。其中频域范围为1~2000,结构阻尼为0.03。

v输出管道模型的广义位移历史场变量。

(4)分析结果

v随机响应功率谱密度激励,前十阶广义位移与频率关系曲线:

2.2实现振动疲劳寿命预测分析

v完成模型材料,应力-应变导入以及载荷定义等步骤,通过设置载荷谱应力幅值数据,材料的属性,以及表面光洁度,并选择相应的疲劳寿命机理,最终求得支架整体结构的疲劳寿命云图。

输出按照上述载荷谱响应进行循环分析的寿命结果,即10E+0.5833~10E7,结构的疲劳寿命较危险的位置为端部位置。

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