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OptiStruct振动疲劳分析定义和分类

来源: | 作者:ALTAIR | 发布时间 :2024-07-25 | 482 次浏览: | 分享到:

振动按其性质可分为确定性振动及随机振动。所谓确定性振动,是指在相同条件下振动过程是完全相同的、比如偏心轮引起的振动。所谓随机振动,是指系统的振动是不可预知的,比如风力风向的变化。振动是多数工程结构服役中必须承受的载荷,当激励频率与结构的固有频率接近时结构发生共振,工程实际表明,共振是引起工程结构失效的重要原因,且多数表现为疲劳形式。

 

振动疲劳的特点是无明显的塑性变形,常出现突然断裂。对于确定性振动引起的疲劳问题,可通过动力学分析得到应力、应变的响应历史,采用通用的高周、低周疲劳方法评估即可。对于随机振动疲劳,首先需要采用随机振动分析得到应力、应变的功率谱,然后进行随机振动疲劳分析。本章详细介绍瞬态疲劳、扫频疲劳及随机振动疲劳。

 

瞬态疲劳

在一般的 SN、EN 疲劳分析中,将单位载荷下的静力分析结果通过载荷历史进行放缩,可得到最终用于疲劳分析的应力、应变历史。在瞬态疲劳分析中,通过直接积分法或模态叠加法可直接得到应力、应变历史。相对于一般的SN、EN 疲劳分析,瞬态疲劳分析在模型设置上的区别主要体现在FATLOAD卡片上,其LCID字段需要引用瞬态分析工况,同时保持TID字段为空,其余与一般的SN、EN 疲劳分析设置相同,这里不再赘述。

 

扫频疲劳

正弦振动试验是试验室中经常采用的试验方法,是人们认识最早、了解最多的一种振动。例如,凡是旋转、脉动、振荡所产生的振动均是正弦振动。要模拟这些振动环境,无疑须用正弦振动试验。当振动环境是随机的、但又无条件做随机振动试验时,某些情况下可以用正弦振动试验来代替。在正弦振动试验方法中又规定了“扫频试验”和“定频试验”两种试验方法。定频试验是指在某个固定频率点上进行各种振动参数不同量级的试验。

 

扫频试验是指在试验过程中维持一个或两个振动参数(位移、速度或加速度)量级不变,而振动频率在一定范围内连续往复变化的试验试验中振动频率变化的快慢又称为“扫频速度”,分为“线性扫频”和“对数扫频”。线性扫频是指单位时间内扫过的频率范围是相同的,或者说扫频速度是恒定的,单位是Hz/s或Hz/min。对数扫频是指相同的时间内扫过的频率倍频程数是相同的,单位是oeVmin,表示每分钟扫多少个倍频程,其中oct是倍频程。所谓倍频程是指使用频率∫与基准频率之比等于2的n次方,即%=2",则称/为人的n次倍频程,例如,从5Hz到20Hz是两个倍频程,从500Hz到2000Hz也是两个倍频程,在对数扫描的情况下,扫过这两段的时间是相同的,从这个例子可以看出,对数扫描时低频扫得慢而高频扫得快。

 

OptiStruct扫频疲劳目前仅支持基于Mise应力、应变的高周、低周单轴疲劳及焊缝疲劳。扫频速度可通过FATLOAD卡片上的SWEEP续行定义,SRUNIT定义扫频速率单位,SR定义扫频速度

 

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。

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