Обзор анализа усталости

Анализ усталости определяет, подвержена ли модель усталостному повреждению при появлении переменной нагрузки. Для ситуаций, в которых циклы напряжений являются систематическими, например для вращающегося ступенчатого вала, работающего с постоянной скоростью, можно использовать нагружение с постоянной амплитудой. Если циклы напряжений являются случайными, для модели можно определить массив нагружения с переменной амплитудой.

Перед тем, как определить анализ усталости, необходимо определить статический анализ. Чтобы найти изменение нагружения в течение одного жизненного цикла, результаты напряжений, полученные из статического анализа, умножаются на коэффициенты нагрузки, заданные пользователем для анализа усталости.

• Логарифмический ресурс (Log Life): предполагаемое число циклов до разрушения модели. По причине экспоненциальной природы усталости ресурс полезно выражать в виде логарифма.

• Логарифмическое повреждение (Log Damage): отношение накопленных циклов усталости к суммарному числу циклов до повреждения. Значение, большее единицы, означает повреждение. Значение, равное 0,5, например, означает потерю 50 % полезного ресурса модели. По причине экспоненциальной природы усталости полезно выражать коэффициент повреждения в виде логарифма.

Накопленные циклы усталости — это число циклов, которым была подвергнута модель до выполнения анализа усталости. Пользователь не может задать это значение, и в Creo Simulate оно предполагается равным 1. Следовательно, связь между логарифмическим ресурсом и логарифмическим повреждением может быть выражена как

• Запас прочности (Factor of Safety): допустимый запас прочности для заданной нагрузки. Когда рассчитанная для модели усталостная долговечность превышает целевой ресурс конструкции, программа выполняет обратный расчет по результатам измерений, чтобы определить допустимый запас прочности для заданной нагрузки. Он представляет собой границу, до которой может возрасти амплитуда нагрузки без уменьшения целевого ресурса конструкции.

Если нужно, чтобы программа вычислила запас прочности, установите флажок в области Вывод (Output) в нижней части диалогового окна Определение анализа усталости (Fatigue Analysis Definition).

• Достоверность ресурса (Confidence of Life): отношение рассчитанного ресурса и целевого ресурса конструкции. Из-за статистической природы усталости, чем больше достоверность, тем лучше. Значения, меньшие единицы, указывают на повреждение. Значения, большие 3,0, обычно отражают достаточную достоверность достижения желаемого целевого ресурса.

Результаты для достоверности ресурса можно отобразить в виде трехцветного изображения, чтобы создать общее представление о том, где модель разрушится в первую очередь и где она будет служить в течение большего числа циклов. Красный обозначает достоверность ресурса от 0 циклов до числа циклов, введенного для требуемой усталостной прочности в диалоговом окне анализа. Желтый символизирует достоверность ресурса в диапазоне от числа циклов для требуемой усталостной прочности до утроенного этого числа. Разность между этими числами считается предельным ресурсом. Зеленый обозначает любое число циклов, превышающее предельный ресурс.

Базовые сведения об усталости и подробности методологии, используемой в анализе усталости, см. в интерактивном документе Основные сведения об анализе усталости (Understanding Fatigue Analysis).

Консультант по выполнению расчетов в модуле "Усталость" оптимизирован, позволяя пользователю быстро узнать, подвержена ли конструкция усталости, без необходимости ввода полного набора значений, обычно требуемых для решения этой проблемы. Для этого программа предлагает ввести данные, которые относительно просто получить, и использует внутренние очень консервативные значения по умолчанию вместо данных, не предоставленных пользователем. Пользователи, разбирающиеся в вопросах усталости, могут изменить эти значения по умолчанию, чтобы исследовать менее консервативные сценарии.