Nel passaggio 4, definire il carico ciclico, che verrà utilizzato in seguito nell'analisi della fatica.
Il modello FE viene risolto precedentemente e contiene i risultati della sollecitazione statica lineare per una o più condizioni di carico.
Per definire un evento ciclico e un calcolo della fatica, l'analista deve assegnare una "cronologia di carico" a ciascuna di queste condizioni di carico. La cronologia di carico descrive il modo in cui le sollecitazioni calcolate nel modello statico FE variano in base al tempo. Nella Procedura guidata Fatica, è possibile scalare e combinare una o più condizioni di carico tramite una "cronologia di carico" per creare le sollecitazioni cicliche finali.
La Procedura guidata Fatica legge automaticamente i risultati di tutte le condizioni di carico analizzate nel modello FE. Utilizzare i metodi descritti nelle sezioni seguenti per attivare e disattivare le condizioni di carico, definire le singole curve di carico e definire i moltiplicatori scalari per ciascuna condizione di carico.
Questo passaggio acquisisce i risultati dell'analisi e li moltiplica per le curve della Cronologia di carico. Queste curve definiscono l'Evento fatica.
Ad esempio:
È stata eseguita un'analisi Sollecitazione statica lineare sul modello FE.
Questo passaggio acquisisce i risultati dell'analisi e li moltiplica per una curva della Cronologia di carico. Questa curva definisce l'Evento fatica.
Ad esempio:
Analisi carico singolo
È stata eseguita un'analisi statica lineare mediante il caricamento mostrato nell'immagine seguente e sono state esaminate le sollecitazioni.
Il carico P è un carico costante statico.
Tuttavia, in realtà il carico può essere applicato e poi rimosso più volte, come indicato nell'immagine seguente. Se necessario, valutare le prestazioni della fatica del modello in questo evento ciclico.
Ad esempio:
In alternativa:
È molto semplice creare queste condizioni con la Procedura guidata Fatica.
Nei passaggi riportati di seguito viene illustrato come applicare una cronologia di carico all'evento statico. Fare clic sul campo "Curva di carico" per la condizione di carico richiesta dall'analisi statica lineare. Ad esempio, per definire una curva di carico per la condizione di carico 3, fare clic sulla terza riga della colonna "Curva di carico".
Verrà visualizzato questo modulo, in cui è possibile immettere i dati della curva di carico in diversi modi.
Il primo metodo consiste nell'immettere i dati della curva di carico direttamente nel modulo. Per aggiungere o eliminare righe dalla tabella di confronto fra tempo e moltiplicatore, fare clic con il pulsante destro del mouse e scegliere il comando desiderato.
Il secondo metodo di inserimento consiste nell'importare un file con valori delimitati da virgole (*.csv). Nell'installazione del programma sono incluse numerose curve. Queste curve (file *.csv) si trovano all'interno della sottocartella \Addins\Fatigue Wizard della cartella di installazione di Simulation Mechanical (in genere C:\Program Files\Autodesk\Simulation 20xx).
Nell'esempio riportato di seguito viene illustrato un file CSV importato ("SAE test data bracket.csv" dalla cartella ...\Addins\Fatigue Wizard ):
Quando i dati della curva di carico vengono immessi o importati nel modulo e accettati, si passa nuovamente al modulo principale del "Passaggio 4". Il modulo viene aggiornato per indicare che i dati della curva di carico sono stati inseriti e assegnati a questa condizione di carico. In questo caso, la curva di carico per la Condizione di carico 3 è "definita" e "attiva".
Se necessario, quando vengono definiti i dati della curva di carico per una condizione di carico, è possibile rimuoverli dal calcolo della fatica "disattivando" la condizione di carico. Fare clic sulla cella "Attiva" per modificarne lo stato.
È possibile scalare i dati della curva di carico. Immettere un moltiplicatore (impostato su 1.00 per default) nelle celle "Scalare".
Note importanti sulle curve di carico:
Le curve di carico definite in precedenza sono MOLTIPLICATORI dei risultati della sollecitazione lineare per ciascuna condizione di carico attiva. Prendere in considerazione gli esempi seguenti:
Sollecitazione della fatica utilizzata nei calcoli = Sollecitazione statica lineare x Moltiplicatore della Curva di carico.
Ad esempio, se il carico applicato al modello della sollecitazione lineare indica un carico massimo di 100N (ad esempio) e la curva dell'analisi della fatica presenta un valore massimo = 1,5, allora...
La sollecitazione della fatica utilizzata nei calcoli della fatica = 100N x 1,5 = 150N.
È possibile anche applicare un carico di 1N al modello statico lineare e definire la curva di carico della fatica per ottenere un valore massimo di 150.
Sollecitazione della fatica utilizzata nei calcoli = 1N x 100 = 100N.
Viene ottenuto lo stesso risultato finale. La tecnica di "caricamento unità" è un metodo comodo per lavorare e una pratica comune per applicare carichi della fatica.
Condizioni di carico multiple
Se più di una condizione di carico viene risolta nell'analisi, è possibile utilizzare più di una di queste condizioni di carico nell'analisi della fatica. Nella Procedura guidata Fatica sono disponibili due metodi per utilizzare più di una condizione di carico: la sovrapposizione delle condizioni di carico e il metodo transitorio. Per ulteriori dettagli sulla teoria di ciascun metodo, vedere "Panoramica teorica".
Sovrapposizione delle condizioni di carico
Se più di un carico viene applicato contemporaneamente al modello, è possibile assegnare cronologie di carico separate a ciascuna condizione di carico, quindi effettuare le necessarie di messa in scala e sovrapposizioni della sollecitazione.
Seguire i passaggi descritti in precedenza per ciascuna delle condizioni di carico richieste nell'analisi della fatica. Le cronologie di carico applicate a ciascuna condizione di carico non devono avere lo stesso numero di punti, ma devono iniziare e terminare tutte con lo stesso valore di "tempo". In caso contrario, la Procedura guidata Fatica visualizzerà un messaggio.
Dopo l'assegnazione delle cronologie di carico a ciascuna condizione di carico, è possibile assegnare un moltiplicatore a ciascuna condizione di carico. È possibile attivare o disattivare le singole condizioni di carico facendo clic sulla cella "Attiva".
Per visualizzare tutte le condizioni di carico su un singolo grafico, premere il pulsante che consente la visualizzazione di tutte le curve di carico ( 
). Nella vista che verrà visualizzata, verificare che tutte le curve inizino e finiscano nello stesso momento.
Analisi transitoria
Un'analisi transitoria si differenzia dal metodo di sovrapposizione per il fatto che non viene applicata alcuna cronologia di carico alle singole condizioni di carico. Invece, la Procedura guidata Fatica acquisisce i risultati ottenuti da diverse condizioni di carico all'interno di un'analisi statica lineare e li utilizza per definire la sequenza di sollecitazione.
La cronologia di sollecitazione che costituisce il ciclo di fatica è costituita da singoli stati di sollecitazione ordinati in sequenza uno dopo l'altro. Non è necessaria alcuna sovrapposizione delle condizioni di carico.
Per immettere le informazioni transitorie, selezionare le condizioni di carico per definire il ciclo, quindi inserire un fattore della scala di sollecitazione (se necessario) e attivare la casella di controllo Analisi transitoria. La colonna Curva di carico è nascosta in modalità di analisi transitoria.
L'ordine degli stati di sollecitazione nel ciclo viene determinato dall'ordine in cui vengono visualizzati nel modello FE. Di conseguenza, se si utilizza il metodo transitorio, impostare correttamente il modello FE per il ciclo anticipato dell'analisi della fatica.
Analisi dello spettroUn'analisi dello spettro è una semplice estensione dell'analisi transitoria descritta in precedenza. Allo stesso modo, l'analisi dello spettro non esegue sovrapposizioni delle condizioni di carico. Le cronologie della sollecitazione vengono create all'interno della Procedura guidata Fatica dalle sequenze definite a partire da singole condizioni di carico. La Procedura guidata Fatica acquisisce risultati di diverse condizioni di carico all'interno di un'analisi statica lineare e li utilizza per definire la sequenza di sollecitazione.
L'analisi dello spettro si differenzia dalla semplice analisi transitoria perché un file di testo aggiuntivo viene utilizzato per definire più sequenze delle sollecitazioni. Il file di testo viene utilizzato per definire sia la sequenza di sollecitazione (che costituisce un'unica cronologia di sollecitazione), sia il numero di ripetizioni della cronologia.
La Procedura guidata Fatica esegue una somma dei danni su tutte le ripetizioni di ciascun ciclo di sollecitazione definito dal file dello spettro.
Per impostare un'analisi dello spettro, selezionare la casella "Analisi dello spettro". Quindi è possibile utilizzare l'icona standard di selezione dei file visualizzata per associare un file dello spettro. L'analisi dello spettro acquisisce i fattori di scala dalla finestra di dialogo del Passaggio 4, che effettuano la lettura dal file dello spettro per creare più cronologie di sollecitazione. Ciascuna di queste cronologie di sollecitazione discrete viene usata per calcolare un danno. Quindi il danno viene sommato al numero di ripetizioni della cronologia della sollecitazione, definito anche all'interno del file dello spettro. Un Danno/Durata totale viene quindi visualizzato sull'intero spettro.
L'esempio seguente descrive il processo per eseguire un'analisi dello spettro:
Esempio file dello spettro
Il file dello spettro inizia come un foglio di calcolo (ad esempio di Microsoft Excel) e viene poi salvato come file *.csv.| 5 | |||||
| 10000 | 5000 | 20000 | 100 | 10 | $ |
| 0 | -1 | 1 | 0 | 0 | $ |
| 0,05 | 1 | 0 | 2 | -5 | $ |
| 0 | -1 | 1 | 0 | 0 | $ |
- La prima riga del file dello spettro definisce il numero di cronologie di carico definito nel file (nell'esempio sono 5)
- Il file viene quindi considerato distinto in un numero di colonne pari al numero di cronologie di carico.
- La riga superiore di ciascuna colonna definisce il numero di ripetizioni della cronologia di carico. Nell'esempio precedente, la cronologia di carico definita dalla colonna 1 viene ripetuta 10000 volte, la cronologia di carico della colonna 2 viene ripetuta 5000 volte e la cronologia di carico della colonna 3 viene ripetuta 20000 volte, e così via.
- Le righe rimanenti di ciascuna colonna sono moltiplicatori delle sollecitazioni di ogni condizione di carico di FEA. Nota I moltiplicatori vengono applicati in aggiunta a quelli specificati nel modulo principale del Passaggio 4.
- I moltiplicatori di ciascuna colonna vengono utilizzati per definire cronologie di carico multiple che costituiscono lo spettro del carico totale. Nell'esempio precedente, sono disponibili tre cronologie di carico discrete per creare lo spettro completo.
- Un calcolo del danno viene quindi eseguito per ogni cronologia di carico singolo e moltiplicato per il numero di ripetizioni definito. Questo processo viene ripetuto per ogni cronologia di carico e il danno viene sommato per tutte le cronologie di carico per assegnare una durata totale.
- L'ordine degli stati sollecitazione del ciclo è determinato dall'ordine in cui appaiono nel modello FE. Di conseguenza, se si utilizza il metodo dello spettro, impostare correttamente il modello FE per l'analisi della fatica successiva.
- Una descrizione più dettagliata del file dello spettro è contenuta in "Formati di file: file dello spettro".