渐进式疲劳分析

根据指定的载荷记录,预测给定复合材料失效前的循环次数。

将通过以下方式实现:损坏具有最小失效前循环次数的复合材料,并允许有限元平台重新将载荷分发到相邻材料。遵循这种方式,不仅可以分析复合材料结构,还可以估计该结构的失效前循环次数。

运行渐进式疲劳分析

在阅读本部分前,请参考《用户指南》的上一部分。要在有限元设置中预测复合结构失效出现前的循环次数,必须先使用 Helius PFA 设置渐进式失效分析。将静态分析变换为疲劳分析所需的步骤最少。

材料定义

具有渐进式疲劳的当前版本的 Helius PFA 不支持 GUI 环境内的材料定义。因此,本讨论的其余部分将围绕直接修改输入文件以便为疲劳分析定义 Helius PFA 材料展开。在继续操作前,请查阅定义 Helius PFA 材料部分。

为疲劳分析指定材料是为静态分析指定材料的直接扩展。下面列出了主要区别:
  • 必须指定材料的分析温度(附录 A8)。此温度必须等于分析的环境温度。
  • 对于平织材料,求解相关状态变量数必须增加到 10 个。
  • 仅疲劳分析支持离散损坏演变

温度

与传统分析相比,您必须采用绝对温度单位(开尔文或兰氏)指定分析的温度作为初始条件。这就要求在应用任何载荷之前为模型中的所有节点指定温度。请参见 ANSYS 文档,以帮助指定初始温度。

指定最大载荷

在载荷的第一个周期内,材料可能会因应用静态载荷而发生损坏。因此,分析的第一步中应包含以下内容:将复合结构加载到指定载荷记录中的最大载荷(按多个载荷增量)。

添加疲劳步骤

在最大载荷已应用到结构并且静态渐进式失效分析已进行后,必须添加其中载荷保持不变的后续疲劳步。此步骤应包含多个增量并且没有指定的热载荷或机械载荷。有关详细信息,请参见“指定渐进式疲劳的载荷记录”部分。

执行

执行渐进式疲劳分析与从命令行运行传统的有限元分析相同。有关使用 Helius PFA 运行分析的详细描述,请遵循本文档中的相关说明。