Оценка знакопеременных напряжений из событий усталости материалов постоянной амплитуды

Одно событие определено одиночной усталостной нагрузкой

• Полностью реверсировано: Программа устанавливает знакопеременное напряжение на каждом узле равным соответствующему значению напряжения в базовом статическом исследовании умноженного на коэффициент масштабирования. Максимальное и минимальное значения составляющих напряжения равны по величине и противоположны по направлению.

• Отсчет от нуля: Программа устанавливает знакопеременное напряжение на каждом узле равным половине соответствующего значения напряжения в базовом статическом исследовании умноженного на коэффициент масштабирования. Программа получает один из пиков из базового статического исследования и устанавливает другой пик на 0.

• Определяемый пользователем коэффициент нагрузки: При условии, что определенный пользователем коэффициент нагрузки равен R, программа получает один из пиков из справочного исследования (с учетом заданного коэффициента масштабирования) и вычисляет другой пик посредством умножения первого пика на R. Затем программа вычисляет величину напряжения, выбранного в диалоговом окне свойства Усталость и рассчитывает знакопеременное напряжение как |S*(1 - R)|/2, где S является экстремальным значением составляющей напряжения в справочном статическом исследовании.

Единичное событие, определенное множеством усталостных нагрузок

Программа вычисляет знакопеременные напряжения каждого узла посредством с учетом сочетания пиков от различных усталостных нагрузок. Усталостные нагрузки могут принадлежать одному или нескольким статическим исследованиям.

Предположим, что вы задали усталостные нагрузки, используя исследования A, B и C с масштабными коэффициентами FA, FB и FC для определения события. Для того, чтобы вычислить знакопеременное напряжение и ассоциированный коэффициент напряжения в узле, программа продолжит следующим образом:

• Она оценивает SA*FA, SB*FB и SC*FC, где SA, SB, и SC относятся к значениям составляющей напряжения в узле для исследований A, B и C, соответственно. Программа вычисляет ассоциированные значения компонентов SX, SY, SZ, TXY, TXZ и TYZ.

• Оценивает разности заданных величин напряжения для вычисления знакопеременных напряжений для всех возможных комбинаций пиков напряжений и определяет комбинацию, которая дает наибольшее колебание напряжения.

• Оценивает знакопеременное напряжение, связанное с событием, путем деления диапазона колебания напряжения на 2.

• Рассчитывает коэффициент напряжения на основе вычисленных экстремумов напряжений (Sмин. и Sмакс.).

• Если определены несколько кривых S-N с различными коэффициентами напряжения, программа использует линейную интерполяцию для извлечения надлежащего количества циклов для вычисленного знакопеременного напряжения и коэффициента напряжения.

• Если определена одна S-N кривая с нулевым средним и выбран метод коррекции среднего напряжения, программа использует скорректированное знакопеременное напряжение в зависимости от S-N кривой.

Сложные события

Оценка знакопеременных напряжений сложных событий зависит от того, либо события происходят случайно, либо независимо. Настоящий параметр доступен в диалоговом окне Усталость (материалов).

Без взаимосвязи между событиями

Программа оценивает знакопеременное напряжение отдельно, как объяснено выше, для различных типов нагрузки.

Случайная взаимосвязь между событиями

Программа оценивает максимальное знакопеременное напряжение с учетом всех возможных комбинаций усталостных нагрузок в каждом узле. Затем программа использует правило Майнера и "Нормы и правила ASME на котлы и сосуды, работающие под давлением", чтобы определить множество измененных событий усталости материалов.

Настоящий подход прогнозирует более высокую степень повреждения, чем применение статистически определенных событий до тех пор, пока пики напряжения различных событий не будут различаться в самой малой степени. В таких случаях рекомендуется запускать два различных исследования: одно исследование Без взаимосвязи между событиями и другое исследование Случайная взаимосвязь. Результаты могут показать что один параметр выдает большие разрушения в некоторых местоположениях, в то время как другой параметр дает большие разрушения в других местоположениях.  

Пример 1

Определенные пользователем события

Событие 1: 8000 циклов знакопеременных напряжений между 900 ф/кв.дюйм и -400 ф/кв.дюйм

Событие 2: 2000 циклов знакопеременных между 700 ф/кв.дюйм и -700 ф/кв.дюйм

Измененные события

Событие 1: 2000 циклов со знакопеременным напряжением (900 + 700)/2 = 800 ф/кв.дюйм

Событие 2: 6000 циклов со знакопеременным напряжением (900 + 400)/2 = 650 ф/кв.дюйм

Пример 2

Определенные пользователем события

Событие 1: 8000 циклов знакопеременных напряжений между 900 ф/кв.дюйм и -400 ф/кв.дюйм

Событие 2: 2000 циклов знакопеременных напряжений между 700 ф/кв.дюйм -402 ф/кв.дюйм

Измененные события

Событие 1: 2000 циклов 900 ф/кв.дюйм со знакопеременным напряжением (900 + 402)/2 = 651 ф/кв.дюйм

Событие 2: 6000 циклов 900 ф/кв.дюйм со знакопеременным напряжением (900 + 400)/2 = 650 ф/кв.дюйм

метод независимых событий очевидно более занижен в этом случае.

Связанный раздел

Анализ усталости