Sie können den Schaden und die verbleibende Lebensdauer eines Teils vorhersagen, das wiederholter zyklischer Belastung bei einer gegebenen Betriebsfrequenz oder einer Umgebung mit zufälliger Vibration ausgesetzt wird.
Verfügbar für SOLIDWORKS Simulation Premium.
Sie können eine Ermüdungsanalyse basierend auf den Frequenzdomänenereignissen durchführen, wobei die Ergebnisse von linearen dynamischen harmonischen und linearen dynamischen Zufallsvibrationsstudien verwendet werden.
Die Ausgabe von Ermüdungsstudien basierend auf Frequenzdomänenereignissen enthält auch die verbleibenden Lebensdauer- und Schadensdarstellungen. Für auf zufälligen Vibrationen basierte Ermüdungsstudien ist auch eine Darstellung der Zeit bis zum Versagen enthalten.
Ermüdung basierend auf harmonischen Ergebnissen
Eine Ermüdungsstudie, die auf Belastungsergebnissen als Funktion der Frequenz einer linearen dynamischen harmonischen Studie beruht, sagt die restliche Lebensdauer und den Schaden eines Teils unter periodischen (oder sinusförmigen) Vibrationen mit einer gegebenen Anzahl von Zyklen bei einer bestimmten Betriebsfrequenz voraus.
Die Berechnung des kumulativen Schadensverhältnisses basiert auf der linearen Schadensakkumulationshypothese oder Miner-Regel:
dabei ist E [D] das erwartete Schadensverhältnis, n l ist die Anzahl der Zyklen, denen das Teil bei einer bestimmten Betriebsfrequenz und wechselnder Belastung SI, ausgesetzt ist, und NI ist die Anzahl der Zyklen, die zu einem Versagen bei einer Belastung SI benötigt wird, vorgegeben durch die Wöhlerkurve des Materials.
Ermüdung, basierend auf zufälligen Vibrationsergebnissen
Um die Lebensdauer einzuschätzen, wenn die Spannungs- oder Dehnungsverläufe, die die Struktur oder Komponente aufweist, zufällig sind (und daher am besten mit statistischen Parametern wie Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen, Nulldurchgängen nach oben und Anzahl der Maxima pro Sekunde zu beschreiben sind), dann sind die folgenden Berechnungsmethoden für die Frequenzdomäne verfügbar:
- Schmalband
- Steinberg
- Wirsching
Die Annahme bei einer frequenzbasierten Lebensdauervorhersage ist, dass die Reaktionsparameter (Spannung und Dehnung) des analysierten Modells zufällig und stationär sind und der Gaußschen Verteilung folgen.
Im Gegensatz zu anderen Ermüdungsstudien wird die Wöhlerkurve des Materials nach der Basquin-Gleichung definiert:
N = B / (Se )m
Dabei gilt Folgendes: N = zulässige Anzahl der Zyklen bis zum Versagen; B = kurvenspezifische Konstante (der Abschnitt der S-Achse); Se = Spannungsbereich der zyklischen Belastung; m = Steigung der linearen Wöhlerkurve.
Diese Gleichung zeigt, dass unter zyklischer Belastung mit konstanter Amplitude eine lineare Beziehung zwischen Zyklen bis zum Versagen N und angewendeten Spannungsbereich Se existiert, wenn ein log-log-Darstellungsmaßstab gewählt wird.