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材質對話方塊 - 疲勞 SN 曲線標籤

使用疲勞 SN 曲線標籤可定義疲勞研究的 SN 曲線。 SN 曲線僅用於疲勞研究。

來源

顯示此對話方塊︰

開啟零件，在 FeatureManager(特徵管理員) 中的材質 上按右鍵，然後選擇編輯材質。

疲勞 SN 曲線標籤僅在附加了 SOLIDWORKS Simulation 時可用。

SOLIDWORKS 材質資料庫中的一些材質已定義疲勞 SN 曲線。 在材質資料庫的</Z1>材質</Z2>清單中，這些</Z3>材質</Z4>會</Z5>透過</Z6>在名稱末尾附加字尾 (SN) 來</Z7>加以識別。</Z8> 該 SN 曲線的參考為 Atlas of Fatigue Curves, ASM International。

設定</Z1>內插</Z2>配置和資料來源</Z3>。</Z4>
內插 設定根據 SN 曲線的週期數內插其他替換應力的配置。
  • 對數。

    針對週期數和</Z1>其他</Z2>替換應力的對數</Z3>內插</Z4>（以 10 為底數）</Z5>。</Z6> 對於擁有少量資料點且廣泛分散於兩個軸上的 SN 曲線，除非該曲線更適合其他內插配置，否則建議使用此選項。

  • 半對數。 針對應力和週期數對數的線性</Z1>內插。</Z2> 對於具有比週期數變化相對較小的應力範圍的 SN 曲線，除非該曲線更適合其他內插配置，否則建議使用此選項。
  • 線性。 同時針對應力和週期數的線性</Z1>內插。</Z2> 對於具有許多資料點的 SN 曲線，除非該曲線更適合其他內插配置，否則建議使用此選項。

    SN 內插配置的範例

    在某些情況下，SN 曲線以透過擬合實驗性資料獲取的數學關係式的形式提供。 在此類情況下，如果數學關係式符合其中一個</Z1>內插</Z2>配置，則它足以定義僅將曲線的極值</Z3>做為</Z4>資料點</Z5>的情況</Z6>並使用正確的</Z7>內插</Z8>配置</Z9>。</Z10>
定義(D) 手動定義曲線資料</Z1>。</Z2> 在功能表中選擇最多十條曲線</Z1>。</Z2>
從材料彈性模數導出 根據 ASME SN 曲線及參考材質與啟用材質的彈性模數自動導出 SN 曲線。 來源 SN 會顯示在預覽區域中。
  • 根據 ASME Austenitic Steel 曲線
  • 根據 ASME Carbon Steel 曲線

SN 曲線透過使用參考 SN 曲線的每個應力值除以參考 ASME 材質的彈性模數再乘以目前材質的彈性模數而導出。 相關的週期數將維持不變</Z1>。</Z2>

定義疲勞 S-N 方程式 (用於隨機振動疲勞分析) 適用於根據動態隨機振動研究結果的疲勞研究。

表格資料

列出曲線資料</Z1>。</Z2> 必須在來源方塊中選擇定義後才能使用。
應力比例 (R) 僅當在選擇材質來源下選擇了自行定義時可用。
單位 其他替換應力單位。
如果您要輸入值，請確保在輸入之前選擇您想使用的單位。
曲線資料表格 如果您要手動定義曲線，請輸入成對的週期數和</Z1>其他</Z2>替換應力值</Z3>。</Z4> 如果曲線是根據參考 ASME SN 曲線導出，則縮放曲線將會列出。
您可以使用複製並貼上來填寫表格。
檔案 從檔案輸入曲線資料</Z1>。</Z2> 僅當在選擇材質來源下選擇了自行定義時可用。
視圖 顯示表格中目前資料的圖表</Z1>。</Z2>
刪除 刪除所選的資料列</Z1>。</Z2> 僅當在選擇材質來源下選擇了自行定義時可用。
若要套用相同的 SN 曲線到有不同材料的本體上，在疲勞研究樹狀結構中，於零件 上按右鍵，然後選擇套用疲勞資料至所有的本體。

S-N 曲線數學關係式 (Basquin 數學關係式)

適用於根據線性動態 - 隨機振動研究結果的疲勞研究。

從 S-N 曲線估計 Basquin 常數 選擇此選項可讓程式根據 S-N 曲線的特定資料點來計算 Basquin 數學關係式的常數。

若是高週期疲勞 (週期數量 N >104)，則在對數 - 對數等級上繪製時，可使用直線逼近 S-N 曲線。 Basquin 的數學關係式是 Y 軸中施加的疲勞應力 (S) 與 X 軸中的失敗週期數 (N) 之間的冪次定律關係。

Basquin 的數學關係式僅對持久極限或疲勞限制有效。
持久極限是指不會導致疲勞失敗的最高其他替換應力。 換言之，如果其他替換應力等於或小於持久極限，則導致失敗的應力週期數會變得非常大 (接近無限大)。 持久極限通常是針對零平均其他替換應力而定義的。 持久極限又稱為疲勞極限。 某些金屬沒有可測量的持久極限。
程式會考量 Basquin 數學關係式的應力範圍值 Sr。 它將 S-N 曲線的其他替換應力值 (sa) 乘以 2，以將完全反轉的負載列入考量 (Sr = 2*Sa)。
Basquin 的 S-N 疲勞曲線數學關係式如下：
  • N = B / (Sr) m，或
  • log (Sr) = B - m log (N)
當您選擇此選項，曲線特定常數 (B) 及 S-N 曲線 (m) 的斜度選項則不可使用。 軟體會透過 S-N 資料點接合直線，使用最小平方線接頭的技術來計算 B 和 m 常數。 這些常數是由不同應力程度之疲勞測試實驗決定的材質參數。
單位 設定應力範圍 Sr 的單位。
於此列考量 S-N 曲線的截斷點 設定計算 Basquin 常數所考量之 S-N 曲線的阻斷點。 如果輸入 0 或 1，則會考量使用最小平方接頭技術，將 S-N 曲線的所有資料點接合直線。
例如，如果輸入 4，則會針對接合直線考量將 S-N 曲線前四列的資料組，並計算 Basquin 常數 B 及 m。建議使用疲勞持久限制做為阻斷點。 S-N 曲線被視為阻斷點後的水平線。
曲線特定常數 (B) 輸入 S-N 特定常數 B 的值 (必須為正實數)。這是一個週期上應力範圍 Sr 的值。
S-N 曲線 (m) 的斜度 輸入 S-N 曲線 m 的斜度 (必須為正整數)。當兩個資料點 (N1、S1) 和 (N2、S2) 為已知，S-N 曲線 m 的斜度計算公式如下：
來源 輸入 S-N 資料來源的相關資訊。
視圖 選取以檢視 S-N 曲線圖表。
儲存檔案 將 S-N 曲線的資料儲存為 *.dat 或 *.csv (逗號分隔) 檔案格式。

SN 內插配置的範例

假設您定義了具有以下兩個連續資料點的 SN 曲線：
週期數量 (N) Log (N) 其他替換應力 (S) Log (S)
1000 3 50,000 psi 4.699
100,000 5 40,000 psi 4.602
對於 45,000 psi 的應力，程式會按照如下方式根據 SN 內插配置讀取週期數量：
對數-對數 SN 曲線。X-軸和 Y-軸分別代表週期數量和應力的對數。程式將 45000 取對數（結果為 4.653）並執行線性內插。根據此程序，週期數量為 103.944 = 8,790。
半對數-對數 SN 曲線。X-軸代表週期數量的對數，Y-軸代表應力。當應力值為 45,000 psi 時，程式會執行線性內插並將週期數量計算為 104=10,000。
線性 SN 曲線。X-軸和 Y-軸分別代表週期數量和應力。當應力值為 45,000 psi 時，程式會執行線性內插並將週期數量計算為 50,500。


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