Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями

Как определяется напряжённое состояние

В степенной кривой усталости N=Nref·(Sref/Sa)^m ожидаемая долговечность резко зависит от амплитуды. Правило Палмгрена — Майнера суммирует доли ni/Ni от всех блоков нагружения. В расчёте «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» необходимо сначала отделить заданные внешние воздействия от возникающих реакций конструкции. Так определяется область, в которой применимы выбранные уравнения; экспериментальные свойства материалов нельзя заменять произвольными поправками. В постановке «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» дополнительно следует учитывать заданное «Доля закрепления температурной деформации» (0.85). В постановке «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» дополнительно следует учитывать заданное «Доля закрепления температурной деформации» (0.85).

В качестве исходного условия используется «Коэффициент линейного расширения, 1/К» = 1.3e-05. Его изменение связано с геометрией образца или величиной нагрузки, поэтому способно изменить распределение напряжений и смещений. Нельзя переносить результат на деталь другой формы без повторного расчёта и проверки допущений. В постановке «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» дополнительно следует учитывать заданное «Амплитуда механического напряжения, Па» (2e+07). В постановке «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» дополнительно следует учитывать заданное «Амплитуда механического напряжения, Па» (2e+07).

Исходные данные и система единиц

Поля ввода охватывают следующие величины: Модуль упругости, Па; Коэффициент линейного расширения, 1/К; Амплитуда изменения температуры, К; Доля закрепления температурной деформации; Амплитуда механического напряжения, Па. Их следует брать из одного расчётного случая. Если модуль упругости получен из испытаний, нужно убедиться, что испытание относится к тому же состоянию материала и допустимому диапазону напряжений. В постановке «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» дополнительно следует учитывать заданное «Количество циклов нагрузки» (100000). В постановке «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» дополнительно следует учитывать заданное «Количество циклов нагрузки» (100000).

Дополнительные сведения о задаче включают Количество циклов нагрузки; Опорная амплитуда усталостной кривой, Па; Ресурс при опорной амплитуде, циклов; Показатель степени усталостной кривой. Например, «Амплитуда изменения температуры, К» = 35. Величины длины, площади, силы и давления используются после преобразования к метрам, квадратным метрам, ньютонам и паскалям. В постановке «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» дополнительно следует учитывать заданное «Опорная амплитуда усталостной кривой, Па» (1e+08). В постановке «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» дополнительно следует учитывать заданное «Опорная амплитуда усталостной кривой, Па» (1e+08).

Особенности выбранного режима нагрузки

Температурные деформации могут сопровождаться внутренними напряжениями только при наличии закрепления или совместной работы материалов с разными коэффициентами расширения. Расчёт различает свободную и ограниченную деформации. Внутри этого варианта «усталостное повреждение при переменных нагрузках» учитывается именно указанное условие, поэтому результаты нельзя подменять результатами другой разновидности того же расчёта. Особое внимание следует уделить знаку усилий и положению опасного сечения. В постановке «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» дополнительно следует учитывать заданное «Ресурс при опорной амплитуде, циклов» (1e+06). В постановке «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» дополнительно следует учитывать заданное «Ресурс при опорной амплитуде, циклов» (1e+06).

В качестве второго контрольного изменения можно использовать поле «Доля закрепления температурной деформации» со значением 0.85. При анализе нескольких сценариев меняйте одну величину за раз: так проще увидеть, какой вклад в итоговые характеристики даёт конкретный физический фактор. В постановке «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» дополнительно следует учитывать заданное «Показатель степени усталостной кривой» (4). В постановке «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» дополнительно следует учитывать заданное «Показатель степени усталостной кривой» (4).

Как использовать рассчитанные показатели

Это инженерная оценка, а не гарантия разрушения в указанном цикле. Учитываются заданная кривая усталости, допустимые средние напряжения и отсутствие взаимодействия последовательности блоков. Поэтому запас прочности и рассчитанный прогиб относятся только к заданной модели детали. Если наиболее нагруженное место находится в зоне концентрации напряжений, результат следует дополнить расчётом этой зоны с более точной геометрией. В постановке «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» дополнительно следует учитывать заданное «Модуль упругости, Па» (2.1e+11). В постановке «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» дополнительно следует учитывать заданное «Модуль упругости, Па» (2.1e+11).

Численные результаты могут зависеть от поля «Амплитуда механического напряжения, Па» = 2e+07 в отличие от простой справочной подстановки константы. Полезно сравнить начальный режим с предельным и выяснить, какой показатель достигает ограничения первым: напряжение, деформация, прогиб либо доля усталостного ресурса. В постановке «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» дополнительно следует учитывать заданное «Коэффициент линейного расширения, 1/К» (1.3e-05). В постановке «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» дополнительно следует учитывать заданное «Коэффициент линейного расширения, 1/К» (1.3e-05).

Погрешности и пределы применимости

Линейная теория упругости предполагает достаточно малые деформации и известные параметры материала. Для реальных конструкций необходимо дополнительно оценивать концентрации напряжений, потерю устойчивости, ползучесть и трещинообразование, когда соответствующие механизмы важны. В постановке «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» дополнительно следует учитывать заданное «Амплитуда изменения температуры, К» (35). В постановке «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» дополнительно следует учитывать заданное «Амплитуда изменения температуры, К» (35).

Вычисления выполняются для условия «с температурными деформациями». Источники измерительной погрешности включают калибровку силы, допуски размеров и изменение свойства материала от температуры или предыдущей обработки. Пример с «Количество циклов нагрузки» = 100000 предназначен только для проверки чувствительности. В постановке «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» дополнительно следует учитывать заданное «Доля закрепления температурной деформации» (0.85). В постановке «Накопление усталостного повреждения по циклам — с температурными деформациями» дополнительно следует учитывать заданное «Доля закрепления температурной деформации» (0.85).

Формула расчёта

Проверенные примеры

Как пользоваться онлайн-калькулятором

1. Введите геометрические характеристики, модули и действующие нагрузки в указанных единицах.
2. Проверьте, относится ли заданное условие нагружения к вашему изделию.
3. Измените один параметр и сравните напряжения, деформации и показатели запаса.