É possível prever os danos e vida útil restante de uma peça que é exposta a carregamento cíclico em uma determinada frequência operacional ou para um ambiente de vibração aleatória.
Disponível para o SOLIDWORKS Simulation Premium.
É possível executar a análise de fadiga com base nos eventos de domínio de frequência que usam os resultados dos estudos dinâmicos lineares harmônicos e de vibração aleatória.
A saída de estudos de fadiga com base nos eventos de domínio de frequência inclui as plotagens de vida útil restante e danos. Para estudos de fadiga baseados em vibração aleatória, uma plotagem de Tempo até a falha também é incluída.
Fadiga baseada nos Resultados harmônicos
Um estudo de fadiga baseado em resultados de tensão como função da frequência de um estudo harmônico dinâmico linear prevê a vida útil restante e danos de uma peça sob vibração periódica (ou sinusoidal) de certo número de ciclos a uma determinada frequência operacional.
O cálculo da razão de dano cumulativo é baseado na regra do Dano linear ou regra de Miner:
onde E [D] é a razão de dano esperada, nI é o número de ciclos ao qual a peça é sujeita a certa frequência operacional e a tensão alternada SI e NI é o número de ciclos necessários para causar falha em nível de tensão SI fornecido pela curva S-N do material.
Fadiga baseada em resultados de vibração aleatória
Para estimar a vida de fadiga quando os históricos de tensão obtidos da estrutura ou do componente são aleatórios (e, portanto, mais bem descritos usando parâmetros estatísticos, como funções de densidade de probabilidade, cruzamentos de zero ascendente e número de picos por segundo), os seguintes métodos computacionais de domínio de frequência estão disponíveis:
- Banda estreita
- Steinberg
- Wirsching
O pressuposto de uma previsão de vida de fadiga baseada em frequência é que os parâmetros de resposta (tensão) do modelo sendo analisados são aleatórios, estacionários e Gaussianos por natureza.
Ao contrário dos outros estudos de fadiga, a curva S-N do material é definida com o uso da equação de Basquin:
N = B / (Se )m
onde N = número aceitável de ciclos até a falha; B = constante específica de curva (a intercepção do eixo S); Se = intervalo de tensão da carga cíclica; m = declive da curva S-N linear.
Essa equação mostra que, sob carregamento cíclico de amplitude constante, há uma relação linear entre os ciclos até a falha N e intervalo de tensão Se aplicado quando plotado em uma escala log-log.