低周疲劳分析实例：转向节单轴低周疲劳分析

转向节通过铰连接在车身上，为了对转向节进行疲劳分析，首先需要将其放入系统，采用多体低周疲劳分析力学分析得到连接点上的载荷历史、然后单独取转向节，在链的位置分别施加单位载荷，计算湖位载荷下的结构应力。

 

比如有3个铰链，每个铰链有3个作用力，则需要创建9个工况，在每个梁市施加一个单位力、进行惯性释放分析，然后将惯性释放得到的应力与载荷历史结合起来进行农势公析。转向节模型如图23-6所示，为了简单起见，只取一个铰链的两个方向来演示分析的整个流程发础模型中已经包含了两个惯性释放分析工况，需要添加疲劳分析相关卡片，创建疲劳分析工况。

 

模型设置

通过菜单栏中的 Tools->Fatigue Process->Create New选项来创建一个疲劳分析流程，如Step 01

 

 

图23-7所示。

 

 

图23-7创建疲劳分析流程

 

Step 02 导人分析模型 en_faligue_base.fem，单击 Next 按钮进人下一步，如图 23-8 所示。

 

 

图23-8 导人分析模型

 

Step 03 创建疲劳分析工况 uniaxial_en_fatigue，然后进入下一步，如图 23-9所示

 

 

图23-9创建疲劳分析工况

 

Step 04设置疲劳分析控制参数，即设置FATPARM卡片上的相关参数。选择疲劳分析类型为EN Fatigue，方法为 Uni Axial，等效应力为Signed von Mises，结构分析应力单位为MPA，平均应力修正为SWT，塑性修正为NEUBER，存活率为0.98，雨流计数为STRESS。单击Next按钮进人下步，如图 23-10 所示。

 

 

图23-10 设置疲劳分析控制参数

 

Step 05 定义EN曲线，即设置MATFAT卡片上的相关参数。单击Add Material按钮进入材料属性设置界面。MATFAT卡片是MAT卡片的扩展，选择一种材料，然后再设置MATFAT卡片的相关值。设置 UTS为450，EN曲线定义方法为Estimate from UTs,材料类型为 Aluminum a，单击 Emate 按钮即可生成 EN曲线的相关参数。单击 Save 按钮回到主界面，如图 23-11 所示。

 

 

 

 

图 23-11设置 SN 曲线

 

Step 06定义疲劳分析单元，并为其设置表面属性。单击AddProperty按钮进人属性设置界面，选择 knuckle，为其创建 PFAT卡片。单击 Close按钮回到主界面，单击 Nexl 按钮进人下一步，如图 23-12所示。

 

 

 

 

图23-12 定义疲劳分析单元及表面属性

 

Step 07通过文件导人载荷历史，即创建TABFAT卡片。单击Add by File 按钮，设置载荷历史名为Fx，选择文件Fx.csv，创建载荷历史Fx。用同样的方法选择文件Fy.csv，创建载荷历史Fy。

 

回到主界面，单击Next按钮进入下一步。

 

Step 08 关联载荷历史及结构分析工况，即创建FATLOAD、FATEVNT、FATSEQ卡片。单击Add按钮，打开 Load Mapping对话框，在 Channel 栏选择 Fx、Fy，Subcase 栏选择 Fx、Fy，再选择Amo和 SingleEven!，然后单击加号，自动创建一个疲劳事件。该疲劳事件是Fx作用下的应力历史与Fy作用下的应力历史的叠加。单击 Save 按钮回到主界面并进入下一步，如图 23-14所示。

 

 

图23-14 创建疲劳事件

 

Step 09设置模型文件名，提交计算。

 

结果查看

在 HyperView 中打开.h3d文件，查看结果。损伤及寿命云图如图 23-16所示，最大寿命为822次。损伤和寿命云图看起来似乎不一致，这是由于损伤的范围在0~1E-3内，而寿命的范围在1E+2~1E+20内。需要指出的是，预测寿命为822次表示疲劳事件可以重复822次。

 

 

图23-16损伤与寿命云图

 

本篇内容取自HyperWorks进阶教程系列的《OptiStruct结构分析与工程应用》，版权归原作者所有，如有侵犯您的权益，请及时联系我们，我们将立即删除。