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1、疲劳分析，从零开始By ZHANG Chunyu1测量应变、应力谱图（1）衡量应力集中的区域，布置应变片可以通过模拟（有限元）或试验（原型上涂上一层油漆，待油漆干后施加载 荷，油漆剥落的地方应力集中），确定应力集中的区域，然后按左下图在应力集中 区域布置三个应变片：45因为材料是各向同性，所以x,y方向并不一定是水平和竖直方向，但两者一定要垂 直，中间一个一定要和x,y方向成45角。三个应变片也可以重叠在一起（见右上 图）。两个主应力（假设只有弹性变xy（2）根据测的应变和材料性能，计算应力 测得的三个应变，分别记为形）：Eilf 十市s）十G沏“（1 声）（1 + 卩）其中，E为材料的杨氏模
2、量，p为泊松比。根据这两个主应力，可以计算出有些方 法可能需要的等效应力（主要目的是将多分量的应力状态转化为一个数值，以方便 应用材料的疲劳数据），如米塞斯等效应力:1或最大剪应力:aT实际测量的是应变-时间谱图，应力（或等效应力）-时间谱图可由上述公式计算。（3）分解谱图就是对上面测得的应力（应变）一时间谱图进行分解统计，计算出不同应力 （包括幅度和平均值）循环下的次数，以便计算累积的损伤。最常用的是雨流法 （rainflow counting method）。2获取材料数据如果载荷频率不高，可以做一组简单的疲劳测试（正弦应力，拉压或弯曲均可, 有国家标准）：得到一条应力-寿命（即循环次数）
3、曲线，即所谓的S-N曲线:WM S(Dpnti-dul 巾 oLife N, cyclles （log）如果载荷频率较高或温度变化较大，还要测量不同平均应力和不同温度下的S-N 载荷，以便进行插值计算，因为此时平均应力对寿命有影响。也可以根据不同的经 验公式（如Goodman准则，Gefbef准则等），以及其他材料性能（如 拉伸强度，破坏强度等），由普通的S-N曲线（即平均应力为0）来计算平均应 力不为零时对应的疲劳寿命。如果材料数据极为有限，或者公司很穷很懒不愿做疲劳试验，也可以由材料的强度 估算疲劳性能。如果出现塑性应变，累计损伤一般基于应变一寿命曲线（即E-N曲线），所以需 要施加应变载荷。3损伤计算到目前为止，疲劳分析基本上是基于经验公式，还没有完全统一的理论。 损伤累积的计算方法有很多种，最常用的是线性累计损伤（即Miner准则）， 但其结果不保守，计算得到的寿命偏高。准确度比较高的累计准则是双线性准则，并且计算比“破坏曲线法”要容易， 所以，是一个很好的折衷选择。4软件开发很适合使用面向对象语言（如C + +）来设计疲劳分析软件或专家系统。材 料，载荷和损伤累计各一个模块，便于扩充。
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