Анализ усталости

4. Биаксиальность характеризует неравенство амплитуд главных напряжений.

Многособытийный усталостный расчет

Рассмотрим теперь расчёт усталостной прочности детали, находящейся под действием нескольких циклически изменяющихся нагрузок. Все рассматриваемые циклы нагружения имеют отличные друг от друга характеристики, т.е. типы циклов нагружения не совпадают и количества циклов нагружений также могут быть различны.

Пусть на деталь, изображенную на рисунке, действует помимо реверсивной нагрузки «Крутящий момент», еще и пульсационная нагрузка «Сила».

159

Руководство пользователя T-FLEX Анализ

Под пульсационной нагрузкой «Сила» в данной задаче понимается максимальное значение нагрузки, приходящееся на кулачок за один оборот вала.

Обе нагрузки («Крутящий момент», «Сила») независимы друг от друга. Поэтому усталостный расчёт будет многособытийным.

Сначала рассматриваем заданные нагрузки как статические (т.е. не изменяющиеся со временем) и рассчитываем деталь на статическую прочность по отдельности для каждой из нагрузок. Т.е. выполним расчёт задачи статического анализа с нагрузкой «Крутящий момент» и расчёт задачи статического анализа с нагрузкой «Сила».

Заметим, что для возможности осуществить многособытийный расчёт усталости, необходимо, чтобы конечно-элементные сетки обеих задач статики, входящих в усталостный расчёт, совпадали, и одно и то же тело каждой задачи статики состояло из одного и того же материала.

Для задачи статического анализа с нагрузкой «Крутящий момент» все входные данные остались неизменными (см. выше).

Для задачи статического анализа с нагрузкой «Сила» неизменными остались закрепление детали и характеристики материала, изменилась нагрузка. Параметры нагрузки приведены ниже:

Величина нагрузки «Сила» равна 3000 Н

160

Анализ усталости

После выполнения расчёта необходимо проанализировать полученные результаты. Рассмотрим «Коэффициент запаса по эквивалентным напряжениям».

Минимальное значение коэффициента запаса больше 1, следовательно, при статическом нагружении деталь не разрушится. Тогда имеет смысл рассматривать действие циклически изменяющихся нагрузок на данное изделие.

Анализ усталости

Теперь, выполнив анализ детали на статическую прочность, можем перейти к расчёту усталостной прочности.

Пусть теперь на деталь действует циклически изменяющиеся нагрузки: «Крутящий момент» и «Сила». Циклы нагружения в дальнейшем зададим как симметричный (R= -1) и пульсационный (R = 0) соответственно. Амплитуды циклов нагружений будут определены из рассчитанных в статическом анализе напряжений.

Создадим задачу Анализа усталости.

Создадим два события: для нагрузки «Крутящий момент» и «Сила».

Для нагрузки «Крутящий момент» задаём параметры такие же как и при одно-событийном расчете.

Для нагрузки «Сила» на вкладке «Свойства события» выберем рассчитанную статическую задачу с соответствующей нагузкой и зададим параметры циклического нагружения: количество циклов, тип нагружения, метод коррекции напряжений, коэффициент масштабного эффекта (коэффициент масштабирования напряжений).

161

Руководство пользователя T-FLEX Анализ

Результаты расчёта

Для многособытийного анализа усталости получаем только одну группу результатов расчёта: «Выработанный ресурс».

Красные зоны на модели соответствуют участкам с повреждением на 100% и свидетельствуют о недостаточной устойчивости к действию циклических нагрузок в этих участках конструкции.

162