基于结构疲劳寿命可视化技术的虚拟疲劳设计

时间:2021-03-05 10:04:23 论文范文 我要投稿
  • 相关推荐

基于结构疲劳寿命可视化技术的虚拟疲劳设计

      论文关键词:有限元软件;疲劳寿命预测;寿命可视化;虚拟疲劳设计

   相关论文查阅:大学生论文工商财务论文经济论文教育论文  热门毕业论文

  论文摘要:介绍了大型图形用户界面有限元软件、疲劳寿命预测模型、疲劳寿命可视化方法等结构疲劳寿命可视化相关技术。分析了我国机械产品虚拟疲劳设计的应用现状和提高产品设计水平的迫切性;阐述了基于“全场”疲劳寿命可视化技术的产品虚拟疲劳设计构想。以有限元软件ANSYS为平台,采用自行开发的疲劳寿命可视化模块Fatigue/ANSYS对某飞机起落架框进行了疲劳寿命可视化分析及虚拟疲劳设计优化。

    疲劳是结构在循环载荷作用下的一种失效形式。机械构件中80%以上的破坏为疲劳失效,因此,疲劳设计成为产品设计过程中的重要环节。

  1、结构疲劳寿命可视化技术

  1. 1结构疲劳寿命可视化平台—图形用户界面有限元软件

    随着有限元法及数值模拟技术在工程中的广泛应用,出现了一批面向工程的著名有限元软件,如ANSYS,NASTRAN等。这些软件将有限元分析、计算机图形学和优化技术紧密结合,已成为解决现代工程问题必不可少的工具,且一般都具有通用的数据接口、友好的图形用户界面、开放的二次开发功能等特点。

    当使用这些有限元软件对产品结构进行应力分析后,再结合具体的应力谱、材料的疲劳性能参数、适当的疲劳寿命预测模型、应力“准静态叠加法”以及这些软件的二次开发功能便可计算出模型上每点的疲劳寿命,进而将寿命结果在这些有限元软件的图形窗体中显示,即可实现结构“全场”疲劳寿命的可视化。

  1. 2疲劳寿命可视化寿命预测模型

    自从19世纪中期Wohler提出S一N曲线以及疲劳极限的概念至今,人们发展了各种各样的疲劳寿命预测方法。其中,S一N应力寿命法、∈一N局部应变法,以及基于断裂力学理论的疲劳裂纹扩展寿命方法已成为3种经典的疲劳寿命预测方法。要实现结构疲劳寿命的可视化,必须计算出结构中每一点的疲劳寿命,显然,选择S一N应力寿命法和£一N局部应变法较为方便。