S16-1 PAT318, Chapter 16, March 2002 РАЗДЕЛ 16 ТЕОРИЯ МЕТОДОВ МНОГОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ. - презентация

1 S16-1 PAT318, Chapter 16, March 2002 РАЗДЕЛ 16 ТЕОРИЯ МЕТОДОВ МНОГОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ

2 S16-2 PAT318, Chapter 16, March 2002

3 S16-3 PAT318, Chapter 16, March 2002 МЕТОД КРИВЫХ УСТАЛОСТИ ВЕЛЛЕРА (МЕТОД S-N КРИВЫХ) n Метод S-N кривых используется для оценки суммарной долговечности без разделения на стадии зарождения и роста трещины n Обычно испытывают отдельные части, детали конструкций для того, чтобы учесть влияние геометрии (построенные кривые называются «структурные» S-N кривые - structure S-N curves) n По результатам испытаний гладких образцов строятся S-N кривые материала; они последовательно преобразуются, чтобы учесть влияние концентраторов, условия обработки поверхности и т.д.

4 S16-4 PAT318, Chapter 16, March 2002 НЕКОТОРЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Напряжения и деформации Циклы Среденее значение напряжения цикла Амплитудное значение напряжения цикла Минимальное/максимальное напряжения цикла и размах напряжений в цикле

5 S16-5 PAT318, Chapter 16, March 2002 n Оперирует понятием «циклы напряжений» n Метод известен как «многоцикловая усталость» или «метод номинальных напряжений» n Циклы номинальных напряжений должны действовать в линейной области (отсюда «много циклов»), хотя локальные напряжения в зонах концентраций могут оставаться пластичными n В MSC.Fatigue SN анализ и линейный статический КЭ анализ используются напрямую без пластической коррекции Измеренные номинальные напряжения Действующие напряжения в зоне концентрации S-N АНАЛИЗ

6 S16-6 PAT318, Chapter 16, March 2002 S-N КРИВЫЕ

7 S16-7 PAT318, Chapter 16, March 2002 Устройтсво Велера для испытания деталей железно-дроржного транспорта на усталость (с 1852 по 1870)

8 S16-8 PAT318, Chapter 16, March 2002 StressAmplitude NotchedShaft UnnotchedShaft Log (fatigue life) Некоторые результаты испытаний Велера при изгибно-крутильном нагружении Ампоитуды напряжений Гладкий вал Вал с надрезом Логарифм долговечности в циклах

9 S16-9 PAT318, Chapter 16, March 2002 МЕТОД S-N КРИВЫХ n Метод S-N кривых использует (предполагая упругие) номинальные напряжения (S) в качестве меры соответствия истинному усталостному нагружению n В эксперименте фиксируется количество циклов до разрушения n S-N кривую строят на основе испытаний образцов на нескольких уровнях напряжений n Подобные кривые строятся по результатам испытаний гладких образцов, отдельных деталей, отдельных сборок или даже целой конструкции

10 S16-10 PAT318, Chapter 16, March 2002 Использование метода S-N кривых предполагает: Выяснение корректной усталостной кривой для анализа Определение усталостной прочности для заданной долговечности Выявление влияния на долговечность различных факторов, таких как состояние поверхности, внешние условия и т.д. Определение, допустимо ли использование выбранного материала в производстве Ответы на вопросы, которые возникнут вследствие усталостных разрушений конструкции при эксплуатации МЕТОД S-N КРИВЫХ

11 S16-11 PAT318, Chapter 16, March 2002 S-N КРИВЫЕ

12 S16-12 PAT318, Chapter 16, March 2002 n При испытаниях сталей на усталость (при постоянной амплитуде нагружения) было выявлено наличие предела выносливости – некоторого уровня напряжений, ниже которого не происходит усталостного разрушения при любом количестве циклов нагружения n Наличие предела выносливости можно объяснить трудностями прохождения трещины через границы первых зерен металла, либо наличием микроскопических барьеров на пути роста трещины. Со временем предел выносливости может уменьшиться под воздействием растущих нагрузок, внешней коррозии и т.д. n Аллюминиевые сплавы не имеют предела выносливости (для них используется понятие предела ограниченной выносливости) S-N КРИВЫЕ

13 S16-13 PAT318, Chapter 16, March 2002 S-N КРИВЫЕ МАТЕРИАЛА Log(Stress) Log(Life) Steel or Ti Al alloy or steel in seawater

14 S16-14 PAT318, Chapter 16, March 2002 РАССЕИВАНИЕ ЗНАЧЕНИЙ S-N КРИВЫХ

15 S16-15 PAT318, Chapter 16, March 2002 S-N КРИВЫЕ ДЛЯ КОМПОЕНТЫ (ДЕТАЛИ, СБОРКИ, КОСТРУКЦИИ...) n Для некоторых элементов конструкции, особенно соединений, например сварных, существует очень много факторов, влияющих на свойства основного материала. Их необходимо учитывать при использовании S-N кривой данного материала. n В подобных случаях лучше использовать S-N кривую, которая была построена по результатам усталостных испытаний компоненты конструкции - S-N кривая компоненты

16 S16-16 PAT318, Chapter 16, March 2002 S-N КРИВАЯ КОМПОНЕНТЫ СТРОИТСЯ ПО НОМИНАЛЬНЫМ (УДАЛЕННЫМ) НАПРЯЖЕНИЯМ P P Номинальное напряжение P _ A A Сваренная деталь класса F (BS7608)

17 S16-17 PAT318, Chapter 16, March 2002 S-N КРИВЫЕ ДЛЯ СВАРЕННОЙ ДЕТАЛИ BS7608

18 S16-18 PAT318, Chapter 16, March 2002 S-N МЕТОД - ПОДОБИЕ Долговечность здесь такая же как в образце , номинальные напряжения одинаковы nom nom

19 S16-19 PAT318, Chapter 16, March 2002 n В рамках S-N метода предполагается, что долговечность детали или конструкции равна долговечности испытанного в лаборатории образца, если в обоих случаях действуют одинаковые номинальные напряжения n Если условия испытания образцов не соответствуют условиям работы изделия, то принцип подобия не работает и необходимо скорректировать некоторые факторы, такие как среднее напряжение цикла, условия окружающей среды, обработка поверхности и т.д. S-N МЕТОД - ПОДОБИЕ

20 S16-20 PAT318, Chapter 16, March 2002 Нагрузки переменной амплитуды – правило Майнера и метод падающего дождя

21 S16-21 PAT318, Chapter 16, March 2002 Правило Майнера – Блочное нагружение Правило Майнера назначает каждому циклу «долю повреждения» равную 1/Nf, где Nf – это количество циклов до разрушения для определенного уровня нагружения (определяется по S-N кривой) Предполагается, что разрушение произойдет, когда сумма повреждений вносимых всеми циклами будет равна 1. Если суммарное повреждение для заданного количества блоков нагружения D < 1, то долговечность определяется как 1/D – количество повторений блоков

22 S16-22 PAT318, Chapter 16, March 2002 Размах напр. Среденее напр. цикла Кривая усталости материала ресурса Накопленное повреждение % Циклов 100 MPa i f i N N повреждение ПОДСЧЕТ ПОВРЕЖДЕНИЙ ПО МАЙНЕРУ

23 S16-23 PAT318, Chapter 16, March 2002 ПРАВИЛО ЛИНЕЙНОГО СУММИРОВАНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ (ПРАВИЛО ПАЛМГРЕНА-МАЙНЕРА) Линейный Нет эффектов последовательности нагружения

24 S16-24 PAT318, Chapter 16, March 2002 n 1 N 1 N 1 S 1 Исходная S-N кривая S-N кривая после Действия напряжений для циклов S 1 n 1 Циклов до разрушения (log) ПРАВИЛО МАЙНЕРА И НА S-N КРИВОЙ Амплитуды напряжений (log)

25 S16-25 PAT318, Chapter 16, March 2002 ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ТЕОРИИ ЛИНЕЙНОГО СУММИРОВАНИЯ Преимущества: 1. Простота 2. В общем хорошее совпадение с большим количеством тестов Недостаток: Не учитывается влияние последовательности нагружения на величину повреждения. Например: испытания показывают, что циклы с большей амплитудой напряжений следующие за циклами с меньшей амплитудой напряжений вносят повреждений больше, чем в случае обратной последовательности

26 S16-26 PAT318, Chapter 16, March 2002 НЕЛИНЕЙНАЯ ТЕОРИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ Преимущества: - D = n f /N f i ) p - закон учитывает как последовательность так и уровень нагрузок. -если p достоверно известно из экспериментов, то можно получить лучший результат Недостатки: - p необходимо определять на основе большого количества экспериментов, что часто является затруднительным - в большинстве случаев истории нагружения псевдослучайные, то есть заранее неизвестны. - поиск p – трудоемкий процесс, требующий проведения большого количества тестов на разных уровнях напряжений цикла- Вывод: Нелинейная теория очень затруднительна для применения и не дает существенных преимуществ в расчетах. На практике эта теория не применяется. Поэтому не применяется и в MSC.Fatigue.

27 S16-27 PAT318, Chapter 16, March 2002 Нагрузки переменной амплитуды – прогнозирование долговечности

28 S16-28 PAT318, Chapter 16, March 2002 Циклы напряжений или деформаций: История нагружения Поиск всплесков и провалов Схематизация цикла Диапазоны размаха цикла и среднее напряжение ЧТО ЯВЛЯЕТСЯ ПРИЧИНОЙ ПОЯВЛЕНИЯ И РОСТА УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН?

29 S16-29 PAT318, Chapter 16, March 2002 МЕТОД ПАДАЮЩЕГО ДОЖДЯ

30 S16-30 PAT318, Chapter 16, March 2002 СХЕМАТИЗАЦИЯ ЦИКЛА НАГРУЖЕНИЯ МЕТОДОМ ПАДАЮЩЕГО ДОЖДЯ n Идея метода зародилась независимо у Матсуиши и Эндо по аналогии с падающим дождем с крыши пагоды. n Основные правила: капли дождя стекают вниз на каждом повороте и продолжают свое движение только в случае либо: u Если поток сверху прерывает движение капли или u Если капля достигает поворот (пик), который больше предыдущего n Очень хороший способ графического представления результатов работы алгоритма падающего дождя – это гистограмма Rainflow Cycle Count Matrix

31 S16-31 PAT318, Chapter 16, March 2002 МАТРИЦА ПОДСЧИТАННЫХ ЦИКЛОВ

32 S16-32 PAT318, Chapter 16, March 2002 МЕТОД ДОЖДЯ И ИЗМЕНЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ/ДЕФОРМАЦИЙ

33 S16-33 PAT318, Chapter 16, March 2002 n Материалы в условиях циклического нагружения обнаруживают «эффект памяти» (они «помнят» наибольшие достигнутые в процессе нагружения уровни напряжения и деформаций) n Кривая деформирования материала в условиях циклического нагружения описывает петлю гистерезиса n Метод дождя выявляет «закрытые» петли гистерезиса, образованные циклическим нагружением МЕТОД ДОЖДЯ И ИЗМЕНЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ/ДЕФОРМАЦИЙ

34 S16-34 PAT318, Chapter 16, March 2002 Размах напр. Среденее напр. цикла Кривая усталости материала ресурса Накопленное повреждение % Циклов 100 MPa i f i N N повреждение ПОДСЧЕТ ПОВРЕЖДЕНИЙ ПО МАЙНЕРУ

35 S16-35 PAT318, Chapter 16, March 2002 История нагружения Поиск всплесков и провалов Подсчет циклов Подсчте повреждений Гистограмма распределения повреждений LIFE ПОСЛЕДЛОВАТЕЛЬНОСТЬ АНАЛИЗА – ОБЗОР Потеря информации о частоте Потеря информации о последовательности нагружения долговечность

36 S16-36 PAT318, Chapter 16, March 2002 ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ

37 S16-37 PAT318, Chapter 16, March 2002 ФОАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ Среднее напряжение цикла

38 S16-38 PAT318, Chapter 16, March 2002 СРЕДНЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ ЦИКЛА N = константа для все точек

39 S16-39 PAT318, Chapter 16, March 2002 Коэффициент асимметрии: R = min / max n Большинство испытаний образцов на усталость проводится для значений R = -1 (симметричный цикл) n Если имеются циклы с другим значением R, то необходимо провести коррекцию уровня напряжений с тем, чтобы можно было сравнить циклы нагружения со стандартной S-N кривой, полученной рпи R=-1 n Замечание: среднее напряжение сжатия не сильно влияет на усталость материала СРЕДНЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ ЦИКЛА

40 S16-40 PAT318, Chapter 16, March 2002 КОРРЕКЦИИ СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ ЦИКЛА

41 S16-41 PAT318, Chapter 16, March 2002 Un-Safe опсно безопасно Диаграммы Гербера и Гудмана КОРРЕКЦИИ СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ ЦИКЛА Среднее напряжение амплитуда напряжений

42 S16-42 PAT318, Chapter 16, March 2002 n Чаще всего для коррекции уровня средних напряжений применяются методы Гудмана и Гербера (так называемые диаграммы Гудмана и Гербера) n Результаты тестов находятся между кривыми Гудмана и Гербера, но метод Гудмана более надежный КОРРЕКЦИИ СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ ЦИКЛА

43 S16-43 PAT318, Chapter 16, March 2002 n Метод Гудмана n Метод Гербера a e m u SS 1 2 a e m u SS 1 a m u e амплитуда напряжений среднее напряжение Sпредел прочности на растяжение Sэквивалентоне напряжение для m 0 КОРРЕКЦИИ СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ ЦИКЛА

44 S16-44 PAT318, Chapter 16, March 2002 КОРРЕКЦИИ СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ ЦИКЛА Диаграммы Гербера и Гудмана в сравнении с диаграммой Зодерберга Среднее напряжение амплитуда напряжений

45 S16-45 PAT318, Chapter 16, March 2002 Геометрические размеры ФОАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ Среднее напряжение цикла

46 S16-46 PAT318, Chapter 16, March 2002 ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ РАЗМЕРЫ Малые лабороторные образцы и большие инженерные сооружения Вляние размеров образцов на предел выносливости:

47 S16-47 PAT318, Chapter 16, March 2002 Предел выносливости используемый при проектировании (S e ) может быть получен из экспериментального предела выносливости (S e ) для разных размеров образцов: S e =S e C size ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ РАЗМЕРЫ В единицах СИ:

48 S16-48 PAT318, Chapter 16, March 2002 Тип нагружения Геометрические размеры ФОАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ Среднее напряжение цикла

49 S16-49 PAT318, Chapter 16, March 2002 ТИП НАГРУЖЕНИЯ Задача: Есть данные испытаний образцов при кручении - изгибе Конструкция работает в условиях растяжения – сжатия

50 S16-50 PAT318, Chapter 16, March 2002 Выточки и неоднородности Тип нагружения Геометрические размеры ФОАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ Среднее напряжение цикла

51 S16-51 PAT318, Chapter 16, March 2002 ВЫТОЧКИ

52 S16-52 PAT318, Chapter 16, March 2002 n Другим фактором уменьшающим долговечность конструкции являютя всякого рода вырезы, т. е. концентраторы напряжений n Обычно, если материал не обладает повышенной прочностью, предел выносливости детали уменьшается не так сильно, как можно было бы ожидать учитывая коэффициент концентрации K t n Различие между теоретическим коэффициентом концентрации K t и эффективным K f состоит в чувсвительности к действию концентраторов, котрая повышается с увеличением прочности материала ВЫТОЧКИ

53 S16-53 PAT318, Chapter 16, March 2002 КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ Измеренное номинальное напряжение = S Действительное напряжение в критическом месте = S. K t n Иногда бывает возможным расположить датчик деформаций рядом с критическим местом n В этом случае на практике поступают так: монтирую датчики рядом с критическим местом, а для получения истинного критического напряжения используют коэффициент концентрации K t

54 S16-54 PAT318, Chapter 16, March 2002 ДВА СПОСОБА ПРИМЕНЕНИЯ K t (SN АНАЛИЗ) n Расчет новой истории умножением старой на Kt. n Это простейший способ, но может занять много времени для умножения нагрузок, представленных большим числом файлов нагружения n Уменьшает предел выносливости материала n При этом используется коэффициент Kf. n Kf есть функция от Kt и является мерой восприимчивости материала к концентрации напряжений n Безопасней использовать Kf = Kt Модификация истории нагружения Модификация кривой усталости

55 S16-55 PAT318, Chapter 16, March 2002 ЭФФЕКТ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ В УСТАЛОСТИ Эффект действия концентрации напряжений в усталости таков, что для заданной долговечности уменьшается разрушающее усталостное напряжение. Это явление харктеризуется «Коэффициентом уменьшения усталостной прочности» - K f. K f может быть определен только на основе длительных усталостных испытаний и определяется как соотношение: усталостная прочность без концентратора K f = усталостная прочность с концентратором Этот коэффициент зависит от материала и от геметрии. В общем случае меньше, чем K t.

56 S16-56 PAT318, Chapter 16, March 2002 СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ K f и K t K t зависит только от геометрии концентратора и относительно просто определяется, но K f зависит также от материала и, теоретичесеки, должен быть измерен для всех возможных комбинаций материал- концентратор. Можно ли определить K f по K t ? Для начала ввдем параметр q – коэффициент чувствительности: q = (K f - 1) / (K t - 1) Для материалов не чувствительных к концентраторам K f =1 и q=0. Для материалов абсолютно чувствительных K f = K t и q=1.

57 S16-57 PAT318, Chapter 16, March 2002 K f = 1 + ( K t - 1 ) / ( 1 + a / r ) Имперически было определено, что: q = 1 / ( 1 + a / r ) Где r – это радиус вершины надреза и a – функция предела прочности материала: a = ( 2079 / UTS ) 1.8 единицы - МПа и мм Таким образом получим зависимость Kf от Kt: СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ K f и K t

58 S16-58 PAT318, Chapter 16, March E31E41E51E61E71E SMOOTH Kt=3, Kf=2.67 Cross Plot of Data : KFEFFECT NOTCHEDUNNOTCHED Life(Cycles) Amplitude(MPa) ВЛИЯНИЕ K t и K f НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ

59 S16-59 PAT318, Chapter 16, March 2002 n На детали с большим ресурсом концентраторы влияют существенно больше, чем в случае с малыми сроками службы n Это часто учитывается введением специального коэффициента Kf для 1000 циклов нагружения ВЛИЯНИЕ K t и K f НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ

60 S16-60 PAT318, Chapter 16, March 2002 ВЛИЯНИЕ K f 1000 циклов Переходный участок Без концентратора С концентратором Напряжение Долговечность Kf

61 S16-61 PAT318, Chapter 16, March 2002 КРИВАЯ Kf - SU

62 S16-62 PAT318, Chapter 16, March 2002 Обработка поверхности Вырезы и неоднородности Тип нагружения Геометрические размеры ФОАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ Среднее напряжение цикла

63 S16-63 PAT318, Chapter 16, March 2002 ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТИ n Усталостные трещины обычно начинают рост на поверхности детали. Следовательно, условия условия обработки поверхности существенно влияют на срок службы. n Чем лучше обработана поверхность, тем дольше будут зарождаться трещины. n Остаточноые напряжения сжатия у поверхности могут также благоприятно повлиять на долговечность. Эти напряжения будут сдерживать рост трещин в условиях нагружения с большой частотой (многоцикловая усталость). Для создания остаточных напряжений используют специальные виды обработки поверхности.

64 S16-64 PAT318, Chapter 16, March 2002 СВЯЗЬ С ПОВЕРХНОСТНЫМИ ЭФФЕКТАМИ

65 S16-65 PAT318, Chapter 16, March 2002 ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТИ Замечание: кривые представлены только для стали

66 S16-66 PAT318, Chapter 16, March 2002 n Влияние полировки поверхности хорошо прослеживается на предыдущем слайде. Коэффициент уменьшения прочности связан коэффициентом состояния поверхности и прочночтью стали. Иногда кривые для деталей с качественно обработанной поверхностью близки к кривым для деталей с качественной машинной обработкой. n Эффект влияния шероховатости поверхности обычно учитывается при помощи коэффициента, понижающего предел усталости. В логарифмических координатах это выглядит так: наклон кривой усталости изменяется в соотетсвии с уменьшением предела усталости, при этом в области 1000 циклов кривая почти не изменяется. ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТИ

67 S16-67 PAT318, Chapter 16, March 2002 ПОПРАВКА НА ОБРАБОТКУ ПОВЕРХНОСТИ 1000 циклов Переходный участок Полированный образец Грубый Напряжение Долговечность

68 S16-68 PAT318, Chapter 16, March 2002 ЭФФЕКТ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ СЖАТИЯ растяжениесжатие Напряжение сжатия Осцилируещее напряжение изгиба Результирующие напряжения у поверхности никогда не станут растягивающими и, следовательно, трещины не начнут рост. += Этот эффект работает только в случае большой частоты нагружения, где приложенных у поверхности напряжений не достаточно, чтобы преодолеть остаточные напряжения сжатия. растяжениесжатиерастяжениесжатие

69 S16-69 PAT318, Chapter 16, March 2002 КАК СОЗДАТЬ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ СЖАТИЕ? n Дробеструйная обработка поверхности u Под давлением струи металлических шариков создаются остаточные напряжения сжатия n Холодная прокатка u Поверхность детали обкатывается валками для создания остаточных напряжений сжатия n Азотирование u Производится нагрев детали в среде аммиака. Деталь расшряется и нитраты реагируют с металлом. После охлаждения деталь сжимается и приобретает упрочненный поверхностный слой.

70 S16-70 PAT318, Chapter 16, March 2002 S-N метод в MSC.Fatigue n Особенности u Упругие напряжени u Применение метода дождя u Коррекция среднего напряжения u Сварные конструкции u Параметры статистического доверия u Линейное суммирование повреждений по Палмгрену-Майнеру u Назначаемый пользователем ресурс u Кривые усталости материала и детали u Обработка поверхности u Анализ коэффициентов запаса u Индикаторы биаксиальности

71 S16-71 PAT318, Chapter 16, March 2002 = предел выносливости ; = предел прочности; Коэффициент, на который можно увеличить уровень действущих напряжений (среднее напряжение цикла) без разрушающих последствий. f S e a m u – = РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПАСА (f) ПО ГУДМАНУ

72 S16-72 PAT318, Chapter 16, March 2002 РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПАСА (f) ПО ГУДМАНУ По Гудману:: коэффициент запаса = По Герберу: коэффициент запаса =

73 S16-73 PAT318, Chapter 16, March 2002 Оценка полной долговечности до разрушения. Не различаются стадии между зарождением и ростом трещин. Используются локальные или номинальные напряжения в качестве параметра контроля. Долговечность расчитывается на с использованием кривых усталости Велера в логарифмических координатах (S-N кривые). Оцениваемая долговечность ассоциируется с вероятностью разрушения ввиду вероятносного характера построения кривых усталости. Приведение сложных случайных нагружений к набору циклов с заданными размахами и средними напряжениями при помощи метода падающего дождя ОБЗОР МЕТОДА ПОЛНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ (S-N анализ)

74 S16-74 PAT318, Chapter 16, March 2002 S-N анализ подходит для оценивания повреждений: В усталостных задачах с большим сроком службы, где зоны пластичности пренебрежимо малы и можно воспользоваться S-N методом При анализе компонент, где не подходят модели зарождения и роста трещин, напрмер – композиты и сваренные детали В случаях, когда заранее накоплен большой объем информации по кривым усталости Учет эффекта действия среднего напряжения производится по алгоритмам Гудмана и Гербера ОБЗОР МЕТОДА ПОЛНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ (S-N анализ)

75 S16-75 PAT318, Chapter 16, March 2002 Пример: S-N анализ пластины с вырезом и отверстием Проведем простой S-N анализ На входе – один источник нагружения (симметричная нагрузка)

76 S16-76 PAT318, Chapter 16, March 2002 Информация о нагружении

77 S16-77 PAT318, Chapter 16, March 2002

78 S16-78 PAT318, Chapter 16, March 2002 ГРАФИК ПРОСТОГО НАГРУЖЕНИЯ

79 S16-79 PAT318, Chapter 16, March 2002 ВЫБОР СОЗДАННОГО НАГРУЖЕНИЯ

80 S16-80 PAT318, Chapter 16, March 2002 УСТАНОВКИ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ

81 S16-81 PAT318, Chapter 16, March 2002 Решите задачу Прочитайте результаты Отобразите цветом изополя долговечности

82 S16-82 PAT318, Chapter 16, March 2002 Упражнение Выполните упражнение из главы 3 книги Quick Start Guide – «Простой S-N анализ» (A Simple S-N Analysis.) Выполните упражнение 17 из того же руководства – «Разные возможности» (Miscellaneous Features.)