Диалоговое окно Материал - вкладка Кривые усталости SN

С помощью вкладки Кривые усталости SN определите кривые SN для исследования усталости. Кривые SN используются только в исследованиях усталости.

Источник

Чтобы открыть это диалоговое окно, выполните следующие действия.

Откройте деталь в окне дерева конструирования FeatureManager и нажмите правой кнопкой мыши Материал . Далее выберите Редактировать материал.

Вкладка Кривые усталости SN доступна, только если установлена программа SOLIDWORKS Simulation.

Для некоторых материалов в библиотеке материалов SOLIDWORKS кривые усталости SN уже определены. Эти материалы обозначаются суффиксом (SN), который добавляется к их именам в списке материалов библиотеки материалов. Дополнительные сведения о кривых SN см. в Atlas of Fatigue Curves, ASM International.

Определение схемы интерполяции и источника данных.
Интерполяция Определение схемы интерполяции переменных напряжений в зависимости от количества циклов кривой SN.
  • В двойных логарифмических координатах.

    Логарифмическая интерполяция (с основанием 10) для количества циклов и переменного напряжения. Эта схема рекомендуется для кривых SN с несколькими точками данных распределенными на значительном расстоянии по обеим осям в том случае, если невозможно более эффективно выполнить сглаживание кривой с использованием другой схемы интерполяции.

  • В полулогарифмических координатах. Линейная интерполяция для напряжения и логарифмическая интерполяция для количества циклов. Эта схема рекомендуется для кривых SN с относительно небольшим диапазоном напряжений по сравнению с вариацией количества циклов, если невозможно более эффективно выполнить сглаживание кривой с использованием другой схемы интерполяции.
  • Линейный. Линейная интерполяция и напряжений, и количества циклов. Эта схема рекомендуется для кривых SN с множеством точек данных в том случае, если невозможно более эффективно выполнить сглаживание кривой с использованием другой схемы интерполяции.

    Пример - Схемы интерполяции кривой SN

    В некоторых случаях кривая SN определяется уравнением, получаемым путем подбора экспериментальных данных. Тогда, если уравнение соответствует одной из схем интерполяции, в качестве точек данных можно определить только экстремумы кривой и использовать соответствующую схему интерполяции.
Определить Определение данных кривой вручную. Можно выбрать в меню до десяти кривых.
Вывести по модулю упругости материала Автоматический вывод кривой SN на основе кривых ASME S-N и модулей упругости эталона и активного материала. Источник SN показан в области предварительного просмотра.
  • На основе ASME Кривые аустенитной стали
  • На основе ASME Кривые углеродистой стали

Кривая SN выводится путем деления каждого значения напряжения ссылочной кривой SN на модуль упругости эталонного материала ASME и умножения полученного значения на модуль упругости текущего материала. Соответствующие значения количества циклов остаются неизменными.

Задать уравнение устойчивости S-N (для анализа устойчивости к нерегулярной вибрации) Доступно для исследований на усталость, основанных на результатах динамических исследований случайных колебаний.

Данные таблицы

Список данных кривой. Доступен, только когда в поле Источник выбрано значение Определить.
Коэффициент напряжений (R) Доступен, только когда в поле Выбрать источник материала выбрано значение Определенный пользователем.
Единицы измерения Единицы переменного напряжения.
Перед вводом значений сначала необходимо выбрать нужные единицы.
Таблица данных кривой При определении кривой вручную введите пары значений количества циклов и переменного напряжения. Если кривая выводится на основании эталонной кривой ASME SN, в списке отобразится масштабированная кривая.
Таблицу можно заполнить с помощью операций копирования и вставки.
Файл Импорт данных кривой из файла. Доступен, только когда в поле Выбрать источник материала выбрано значение Определенный пользователем.
Просмотр Отображение графика данных в таблице.
Удалить Удаление выбранной строки данных. Доступен, только когда в поле Выбрать источник материала выбрано значение Определенный пользователем.
Чтобы применить идентичную кривую SN к телам с различными материалами, в дереве исследования усталости нажмите правой кнопкой мыши на Детали и выберите Применить данные усталости ко всем телам.

Уравнение кривой S-N (уравнение Басквина)

Доступно для исследований на усталость на основе результатов линейных динамических исследований случайных колебаний.

Вычислить константы Басквина по кривой S-N Выберите для автоматического вычисления констант уравнения Басквина на основе имеющихся точек данных кривой S-N.

Для высокоцикличной усталости (когда число циклов N > 104) можно выполнить аппроксимацию кривой S-N к прямой линии при построении графика на двойной логарифмической шкале. Уравнение Басквина — это степенная зависимость между циклами примененного напряжения (S) по оси y и числом циклов до разрушения (N) по оси x.

Уравнение Басквина применимо только до достижения предела выносливости или усталости.
Предел усталости является наибольшим знакопеременным напряжением, которое не приведет к усталостному разрушению. Другими словами, если знакопеременное напряжение равно или меньше предела усталости, число циклов напряжения, вызывающих разрушение становится очень большим (практически бесконечным). Предел усталости обычно определен для нулевых средних знакопеременных напряжений. Предел усталости также называют пределом выносливости. Некоторые металлы не имеют измеримого предела усталости.
Программа вычисляет диапазон значений напряжения Sr для уравнения Басквина. Значения переменного напряжения (Sa) кривой S-N умножаются на 2 с учетом полного реверсирования нагрузки (Sr = 2*Sa).
Уравнение Басквина для кривой усталости S-N задается следующим образом:
  • N = B / (Sr) m , или
  • log (Sr) = B - m log (N)
Если выбрать этот параметр, параметры Константа кривой (B) и Наклон кривой S-N (m) неактивны. Программа вычисляет константы B и m путем проведения прямой линии через точки данных S-N по методу среднеквадратического отклонения. Эти константы — параметры материала, определяемые в ходе испытаний на усталостное разрушение при различных уровнях напряжения.
Единицы измерения Единицы измерения для диапазона напряжений Sr.
Использовать точку отсечки на кривой S-N из строки Точка отсечки на кривой S-N, используемая для вычисления констант Басквина. Если указано значение 0 или 1, все точки данных на кривой S-N используются для приближения к прямой линии по методу среднеквадратического отклонения.
Если указано другое значение, например 4, для приближения к прямой линии, а также для вычисления констант B и m используется набор данных из первых четырех строк кривой S-N. В качестве точки отсечки рекомендуется использовать предел выносливости (усталости). После точки отсечки кривая S-N считается горизонтальной линией.
Константа кривой (B) Введите значение константы B кривой S-N (положительное действительное число). Это значение диапазона напряжения Sr в одном цикле.
Наклон кривой S-N (m) Введите значение (должно быть положительным целым) для наклона m кривой S-N. Если известны две точки данных (N1, S1) и (N2, S2), наклон m кривой S-N задается следующим образом:
Источник Введите информацию об источнике данных S-N.
Просмотр Выберите, чтобы просмотреть график кривой S-N.
Сохранение Данные кривой S-N сохраняются в формате файлов *.dat или *.csv (значения, разделенные запятыми).

Пример - Схемы интерполяции кривой SN

Предположим, вы определили кривую SN со следующими последовательными точками данных:
Количество циклов (N) Логарифм (N) Переменное напряжение (S) Логарифм (S)
1000 3 50 000 фунт на кв. дюйм 4.699
100,000 5 40 000 фунт на кв. дюйм 4.602
При напряжении 45,000 фунт на кв. дюйм программа распознает количество циклов на основе схемы интерполяции SN следующим образом:
Кривая SN в двойных логарифмических координатах Оси X и Y отражают логарифм количества циклов и напряжение соответственно. Программа логарифмирует 45 000 (с результатом 4,653) и выполняет линейную интерполяцию. При использовании этой процедуры количество циклов получается равным 103,944 = 8790.
Кривая SN в полулогарифмических координатах Ось X представляет логарифм количества циклов, ось Y – напряжение. При значении напряжения, равном 45 000 фунт на кв. дюйм, программа выполняет линейную интерполяцию и определяет количество циклов как 104 = 10 000.
Линейная кривая SN. Оси X и Y отражают количество циклов и напряжение соответственно. При значении напряжения, равное 45,000 фунт на кв. дюйм, программа выполняет линейную интерполяцию и определяет количество циклов, равное 50,500.