Dialogfeld "Material" – Registerkarte "Ermüdungs-Wöhlerkurven"

Auf der Registerkarte Ermüdungs-Wöhlerkurven definieren Sie die Wöhlerkurven für eine Ermüdungsstudie. Wöhlerkurven werden nur in Ermüdungsstudien verwendet.

Quelle

Gehen Sie zum Anzeigen dieses Dialogfelds wie folgt vor:

Öffnen Sie ein Teil, klicken Sie im FeatureManager mit der rechten Maustaste auf Material , und wählen Sie Material bearbeiten aus.

Die Registerkarte Ermüdungs-Wöhlerkurven ist nur verfügbar, wenn die Zusatzanwendung SOLIDWORKS Simulation installiert ist.

Für einige Materialien in der SOLIDWORKS Materialbibliothek sind Ermüdungs-Wöhlerkurven bereits definiert. Diese Materialien sind in der Materialliste der Materialbibliothek durch ein Suffix (SN) am Ende ihrer Namen gekennzeichnet. Atlas of Fatigue Curves, ASM International kann als Referenz für die Wöhlerkurven herangezogen werden.

Legt das Interpolationsschema und die Datenquelle fest.
Interpoliert Legt das Schema zur Interpolation der Wechselspannungen in Bezug auf die Anzahl an Zyklen der Wöhlerkurve fest.
  • Log-Log.

    Logarithmus-Interpolation (Basis 10) für die Anzahl der Zyklen und die Wechselspannung. Diese Option empfiehlt sich für Wöhlerkurven mit wenigen Datenpunkten, die auf beiden Achsen weit verstreut sind, sofern kein anderes Interpolationsschema für die Kurve besser geeignet ist.

  • Linear-Log. Lineare Interpolation für die Spannung und Logarithmus-Interpolation für die Anzahl der Zyklen. Diese Option empfiehlt sich für Wöhlerkurven mit einem relativ kleinen Spannungsbereich verglichen mit der Variation bei der Anzahl der Zyklen, sofern kein anderes Interpolationsschema für die Kurve besser geeignet ist.
  • Linear. Lineare Interpolation für Spannung und Anzahl der Zyklen. Diese Option empfiehlt sich für Wöhlerkurven mit vielen Datenpunkten, sofern kein anderes Interpolationsschema für die Kurve besser geeignet ist.

    Beispiel für Wöhlerkurven-Interpolationsschemata

    In manchen Fällen ist die Wöhlerkurve in Form einer Gleichung verfügbar, die durch Anpassung der experimentellen Daten erhalten wird. Wenn in solchen Fällen die Gleichung mit einem der Interpolationsschemas übereinstimmt, ist es möglicherweise angemessen, nur die Extremwerte der Kurve als Datenpunkte zu definieren und das richtige Interpolationsschema zu verwenden.
Bestimmen Manuelle Definition der Kurvendaten. Wählen Sie aus dem Menü bis zu zehn Kurven aus.
Von Materialelastizitätsmodul ableiten Die Wöhlerkurve wird automatisch auf Grundlage von ASME-Wöhlerkurven und der Elastizitätsmodule des Referenzmaterials und des aktiven Materials abgeleitet. Die Quellen-Wöhlerkurve wird im Vorschaubereich angezeigt.
  • Basierend auf ASME Kurven von austenitischem Stahl
  • Basierend auf ASME Kohlenstoffstahlkurven

Zur Ableitung der Wöhlerkurve wird jeder Spannungswert der Referenz-Wöhlerkurve durch den Elastizitätsmodul des ASME-Referenzmaterials dividiert und das Ergebnis mit dem Elastizitätsmodul des aktuellen Materials multipliziert. Die zugehörige Anzahl der Zyklen ändert sich nicht.

Ermüdungs-Wöhlergleichung definieren (zur Analyse der Ermüdung durch zufällige Vibration) Verfügbar für Ermüdungsstudien, die auf Ergebnissen aus dynamischen Zufallsvibrationsstudien basieren.

Tabellendaten

Listet Kurvendaten auf. Nur verfügbar, wenn Definieren im Feld Quelle ausgewählt ist.
Spannungsverhältnis (R) Nur verfügbar, wenn unter Materialquelle auswählen die Einstellung Benutzerdefiniert ausgewählt ist.
Einheiten Maßeinheiten für die Wechselspannung.
Wenn Sie Werte eingeben, stellen Sie sicher, dass Sie vorher das gewünschte Einheitensystem ausgewählt haben.
Kurvendatentabelle Geben Sie Wertepaare für die Anzahl an Zyklen und die Wechselspannung ein, wenn Sie die Kurve manuell festlegen. Wenn die Kurve auf Grundlage einer Referenz-ASME-Wöhlerkurve abgeleitet wird, wird die skalierte Kurve aufgeführt.
Sie können die Tabelle durch Kopieren und Einfügen ausfüllen.
Datei Importiert Kurvendaten aus einer Datei. Nur verfügbar, wenn unter Materialquelle auswählen die Einstellung Benutzerdefiniert ausgewählt ist.
Ansicht Zeigt ein Diagramm der aktuellen Daten in der Tabelle an.
Löschen Löscht die ausgewählte Datenzeile. Nur verfügbar, wenn unter Materialquelle auswählen die Einstellung Benutzerdefiniert ausgewählt ist.
Um dieselbe Wöhlerkurve auf Körper mit verschiedenen Materialien anzuwenden, klicken Sie in der Baumstruktur der Studie mit der rechten Maustaste auf Teile und wählen Ermüdungsdaten auf alle Körper anwenden aus.

Wöhlerkurven-Gleichung (Basquin-Gleichung)

Verfügbar für Ermüdungsstudien, die auf Ergebnissen aus linearen dynamischen Zufallsvibrationsstudien basieren.

Basquin-Konstanten aus Wöhlerkurve schätzen Wählen Sie aus, dass das Programm die Basquin-Gleichungskonstanten basierend auf den angegebenen Datenpunkten der Wöhlerkurve berechnet.

Für eine hohe Zyklusermüdung (Anzahl der Zyklen N > 104) kann eine Wöhlerkurve durch eine gerade Linie angenähert werden, wenn sie im log-log-Maßstab dargestellt wird. Die Basquin-Gleichung ist eine Potenzgesetzbeziehung zwischen den angewandten Ermüdungszyklen (S) in der Y-Achse und der Anzahl der Zyklen bis zum Versagen (N) in der X-Achse.

Die Basquin-Gleichung ist nur gültig bis zur Ermüdungsgrenze.
Die Ermüdungsgrenze ist die höchstmögliche Wechselspannung, die nicht zu einem Versagen aufgrund von Ermüdung führt. Anders ausgedrückt: Wenn die Wechselspannung gleich oder kleiner als die Ermüdungsgrenze ist, wird die Anzahl der Spannungszyklen, nach denen ein Versagen eintritt, sehr groß (praktisch unendlich). Die Ermüdungsgrenze wird in der Regel für Wechselspannungen mit dem Mittelwert Null definiert. Die Ermüdungsgrenze wird auch als Dauerfestigkeitsgrenze bezeichnet. Manche Metalle haben keine messbare Ermüdungsgrenze.
Das Programm berücksichtigt die Spannungsbereichswerte Sr für die Basquin-Gleichung. Es multipliziert die wechselnden Spannungswerte (Sa) der S-N-Kurve mit 2, um eine vollständig umgekehrte Last zu berücksichtigen (Sr = 2*Sa).
Der Basquin-Gleichung der Ermüdungs-Wöhlerkurve lautet wie folgt:
  • N = B / (Sr) m oder
  • log (Sr) = B - m log (N)
Wenn Sie diese Option auswählen, sind die Optionen Kurvenspezifische Konstante (B) und Wöhlerkurven-Neigung (m) deaktiviert. Die Software berechnet die B- und M-Konstanten durch das Einpassen einer geraden Linie durch die S-N-Datenpunkte mit der Methode der kleinsten Quadrate. Bei diesen Konstanten handelt es sich um Materialparameter, die in Ermüdungstests mit verschiedenen Spannungen bestimmt wurden.
Einheiten Legt die Einheiten des Spannungsbereichs Sr fest.
Berücksichtigen des Abschnittspunkts für die Wöhlerkurve in Zeile Legt den Abschnittspunkt der Wöhlerkurve fest, der für die Berechnung der Basquin-Konstanten verwendet wird. Wenn Sie 0 oder 1 eingeben, wird für alle Datenpunkte der Wöhlerkurve die Einpassung einer geraden Linie mit der Methode der kleinsten Quadrate angenommen.
Wenn Sie z. B. 4 eingeben, wird für den Datensatz der ersten vier Zeilen der Wöhlerkurve das Einpassen einer geraden Linie und die Berechnung der Basquin-Konstanten B und m angenommen. Es wird empfohlen, als Abschnittspunkt die Ermüdungsgrenze zu verwenden. Die Wöhlerkurve wird nach dem Abschnittspunkt als eine horizontale Linie angenommen.
Kurvenspezifische Konstante (B) Geben Sie den Wert für die S-N-spezifische Konstante B ein (muss eine positive reelle Zahl sein). Dies ist der Wert des Spannungsbereichs Sr bei einem Zyklus.
Wöhlerkurven-Neigung (m) Geben Sie den Wert (positive ganze Zahl) für die Wöhlerkurven-Neigung m ein. Wenn zwei Datenpunkte (N1, S1) und (N2, S2) bekannt sind, lässt sich die Wöhlerkurven-Neigung m wie folgt bestimmen:
Quelle Geben Sie Informationen zur Quelle der Wöhlerkurven-Daten ein.
Ansicht Wählen Sie diese Option aus, um ein Diagramm der Wöhlerkurve anzuzeigen.
Speichern Speichert die Wöhlerkurven-Daten im Dateiformat *.dat oder *.csv (kommagetrennt).