ملخص
في هذه المدونة، سنستكشف أهمية Ansys nCode في تحليل التعب الناتج عن الاهتزازات العشوائية. سوف نتعلم كيف يساعد nCode في تصحيح الإجهاد المتوسط والتنبؤ بعمر ومتانة الهياكل المعرضة للاهتزازات العشوائية.
ما هي حياة التعب وفهم تأثير الإجهاد المتوسط على حياة التعب
حياة متعبة يشير إلى عدد الدورات التي يمكن للهيكل أن يتحملها قبل أن يفشل تحت التحميل المتكرر. وهو أحد الاعتبارات الهامة في التصميم الهندسي، وخاصة بالنسبة للهياكل المعرضة للاهتزازات العشوائية.
أضرار التعبومن ناحية أخرى، هو تراكم الشقوق والتشوهات المجهرية في الهيكل الناجم عن التحميل الدوري. يمكن أن تنمو هذه الأضرار الصغيرة تدريجيًا وتؤدي إلى فشل كارثي إذا لم تتم معالجتها بشكل صحيح.
يعد فهم عمر الكلال وأضرار الكلال أمرًا ضروريًا للتنبؤ بعمر الهياكل ومتانتها. يوفر Ansys nCode أدوات ومنهجيات لتقييم هذه العوامل والتنبؤ بها بدقة، مما يمكّن المهندسين من تحسين تصميماتهم وضمان السلامة الهيكلية على المدى الطويل.
يعني الإجهاد يشير إلى متوسط الإجهاد الذي يتعرض له الهيكل أثناء التحميل الدوري. إنه يلعب دورًا مهمًا في حياة التعب، حيث يمكن أن يؤثر بشكل كبير على نمو وانتشار شقوق التعب. يتم التحكم في ضرر التعب في المقام الأول من خلال نطاق الإجهاد المتناوب، ولكن متوسط الإجهاد أثناء دورة الإجهاد يمكن أن يؤثر أيضًا على ضرر التعب.
يمكن أن تؤدي مستويات الإجهاد المتوسطة الشد العالية إلى تسريع تلف الكلال وتقليل العمر الإجمالي للهيكل. من ناحية أخرى، يمكن أن تساعد تصحيحات الإجهاد المتوسط في تضمين الآثار السلبية لمتوسط الإجهاد، مما يؤدي إلى تحسين دقة النتيجة.
يقدم Ansys nCode تقنيات متقدمة لتصحيح الإجهاد المتوسط التي تسمح للمهندسين بتفسير تأثير الإجهاد المتوسط على عمر الكلال.
Ansys nCode DesignLife وتحليل التعب الاهتزازي العشوائي
الشكل 1: مخطط المشروع
لتمكين Ansys nCode DesignLife والاستفادة من أساليب تصحيح الضغط المتوسطة لتحليل إجهاد الاهتزاز العشوائي، سنتابع الخطوات التالية الموضحة أدناه. بالإضافة إلى ذلك، يمكن الرجوع إلى مخطط المشروع في الشكل 1.
- أولاً، يتم إجراء تحليل هيكلي ثابت حيث يتم تطبيق متوسط الإجهاد. وهذا يسمح لنا بتفسير تأثير الإجهاد المتوسط على حياة التعب.
- بعد ذلك، يتم إجراء تحليل مشروط للإجهاد المسبق لمراعاة تغييرات الصلابة في الهياكل وتمكين استخدام طريقة تراكب الوضع لتحليلنا الديناميكي الخطي.
- للحصول على وظيفة استجابة التردد (FRF) من الضغوط المعقدة، يتم حل التحليل التوافقي بإثارة الوحدة عبر نطاق التردد محل الاهتمام.
- من المهم التأكد من أن التحميل يتوافق مع أطياف PSD. في حالتنا، يتم قياس أطياف PSD بـ G^2/هرتز، ويتم ضبط التحميل التوافقي على 1 جم.
- وأخيرًا، تم إعداد برنامج nCode DesignLife، الذي يستخدم الملفات .rst من التحليل التوافقي ويعين حمل PSD إلى النظام لحساب نتيجة الاهتزاز العشوائي ونتيجة التعب.
الشكل 2: إعدادات تحليل DesignLife
الخطوة الأولى في إعداد التحليل هي تحديد طريقة تصحيح الإجهاد المتوسط كما هو موضح في الشكل 2. هناك طريقتان رئيسيتان لإدراج تأثير الإجهاد المتوسط:
1. استخدام منحنيات SN متميزة من بيانات الاختبار التي تم تطويرها باستخدام مستويات إجهاد متوسطة مختلفة. إذا كان متوسط الإجهاد الفعلي يقع بين هذه المنحنيات، يتم استيفاء النتائج. يعتمد على نسبة R أو متوسط مستوى الإجهاد
2. ضبط مدى الإجهاد المتناوب باستخدام نظرية تصحيح الإجهاد المتوسط. النظريات الأكثر استخدامًا لتعب SN هي Goodman وGerber. من المهم أن تحتوي بيانات اختبار SN على منحنى تم تطويره بدون إجهاد متوسط (R = -1).
الشكل 3: بما في ذلك نتيجة التحليل الهيكلي الثابت كمتوسط الإجهاد
هناك خطوة حاسمة أخرى يجب تضمينها في تحليل nCode DesignLife الخاص بنا وهي إعداد خيار Static Load Case Environment. من خلال اختيار البيئة الثابتة، يمكننا اعتبار نتائجها بمثابة إجهاد متوسط لحساب التعب، كما هو موضح في الشكل 3 بحيث يتم استخدام متوسط الإجهاد المستخرج من حالة حمل الإزاحة الثابتة لإزاحة متوسط جميع الدورات في عدد تدفق المطر المتوقع.
يمكنك الحصول على رؤى قيمة من خلال مشاهدة الفيديو التعليمي أدناه، والذي سيرشدك خلال عملية استخدام Ansys nCode DesignLife لتحليل تأثيرات متوسط الضغط على الهيكل تحت حمل اهتزاز عشوائي.