 |
خستگی تماس ایستاده
معرفی
در مجاورت نقطه ای که دو قسمت در تماس هستند، ترک سطحی در یک جزء مشاهده شده است. هیچ حرکت نسبی بین دو رابط تماس وجود ندارد. با این حال، فشار تماس در زمان متفاوت است. پس از مدت زمان طولانی عملیات، یک ترک سطحی مشاهده شده است. تجزیه و تحلیل بیشتر از مولفه شکست خورده نشان می دهد که ترک های متعدد در سطح زیرسطحی وجود دارد. به منظور درک مکانیسم شکست، تجزیه و تحلیل خستگی تماس ایستاده انجام می شود.
جزء سخت شده سطحی است. از طریق این روش لایه سطح نزدیک به طور قابل توجهی خواص مواد خود را تغییر می دهد. هر دو ویژگی استحکام، سخت شدن و خستگی تحت تأثیر قرار می گیرند. علاوه بر این یک تنش پسماند در سراسر عمق معرفی می شود.
تعریف مدل
در آزمایش خستگی تماس ایستاده، یک فرورفتگی کروی از یک ماده سخت بر روی ماده آزمایش شده فشرده می شود. قطعه شکست خورده از فولاد کرومولی سخت شده سطحی ساخته شده است. در طی فرآیند سخت شدن سطحی، این ماده دستخوش تغییرات متالورژیکی شده است و می‌توان آن را از سه لایه مجزا تشکیل داد، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است .
شکل 1: آزمایش مواد خستگی تماس ایستاده.
لایه سطحی سخت‌تر معمولاً کیس و مواد اصلاح نشده درون قطعه هسته نامیده می‌شود. بین این دو لایه یک لایه نازک به نام لایه انتقال وجود دارد که در آن خواص مواد در عمق بسیار متفاوت است.
در آزمایش، فرورفتگی فشرده و رها می شود تا حداکثر فشار تماس بین 2.7 گیگا پاسکال و 0 گیگا پاسکال متغیر باشد.
خواص مواد
خواص ارتجاعی در سراسر عمق ثابت است، با مدول یانگ و نسبت پواسون به ترتیب E = 206 GPa و ν = 0.31 .
خواص پلاستیک در سه لایه متفاوت است. سخت شدن در مورد را می توان خطی و همسانگرد تعریف کرد
(1)
که σ ys تنش تسلیم است و ε ep کرنش پلاستیک معادل است. تنش تسلیم اولیه ثابت های ماده و مدول مماس همسانگرد به ترتیب روی σ ys0 = 570 مگاپاسکال و E Tiso = 69 GPa تنظیم شده است.
هسته از تابع سخت شدن نمایی ایزوتروپیک پیروی می کند که سخت شدن لودویک نیز نامیده می شود که توسط عبارت ارائه می شود.
که در آن تنش تسلیم اولیه، ضریب استحکام و توان سخت شدن ثابت های ماده با σ ys0 = 515 مگاپاسکال، k = 2.47 GPa و n = 0.55 داده می شود .
داده های پلاستیکی مستقیماً برای لایه انتقال در دسترس نیستند. با این حال، از آنجایی که رفتار مواد در لایه انتقال به طور قابل توجهی متفاوت است، باید به فاصله از سطح بستگی داشته باشد. علاوه بر این در سطح مشترک با هسته، قانون پلاستیک باید تابع سخت شدن سنگ معدن و در سطح مشترک با کیس از تابع سخت شدن کیس پیروی کند. به منظور استفاده از یک تابع سخت شدن منفرد در لایه انتقال، سخت شدن همسانگرد خطی در مورد به سختی لودویک با ثابت های مواد زیر تبدیل می شود: σ ys0 = 570 مگاپاسکال، k = 103 گیگا پاسکال، و n = 1.0. تغییر پارامترها در لایه انتقال فرض می شود
• | خطی در تنش تسلیم اولیه، |
• | خطی در لگاریتم ضریب قدرت، |
• | خطی در توان سخت شدن |
این فرض منجر به بیان زیر برای پارامترهای ماده می شود:
MPa
که در آن s یک مختصات محلی در لایه انتقال است که به صورت خطی با عمق تغییر می کند و در رابط موردی 0 و در رابط هسته 1 است. منحنی تنش-کرنش در سطوح مختلف در لایه انتقال در شکل 2 نشان داده شده است .
شکل 2: توابع سخت شدن در لایه انتقال. s = 0 نشان دهنده رابط با case و s = 1 نشان دهنده رابط با هسته است.
استرس پسماند
فرآیند سخت شدن باعث ایجاد تنش فشاری در بدنه و تنش کششی در هسته می شود. دو جزء درون صفحه تنش مستقیم در مورد – 500 مگاپاسکال و در هسته 100 مگاپاسکال است. پروفیل تنش پسماند در لایه انتقال به صورت خطی متفاوت است.
داده های خستگی
مدل Dang Van برای ارزیابی خستگی استفاده می شود. برای مواد مورد، پارامترهای مواد Dang Van عبارتند از a = 0.19 و b = 282 MPa. برای مواد هسته پارامترهای مواد Dang Van عبارتند از a = 0.23 و b = 248 MPa.
مدل عددی
حجم مواد آزمایش شده در مقایسه با فرورفتگی که دارای شعاع r i 7.0 میلی متر است، بزرگ است . در مدل، تورفتگی با توزیع فشار تماس هرتزی به دست آمده از مجموعه عبارات زیر جایگزین شده است.
که در آن a i شعاع تماس و P بار تماس است. رابطه بین بار تماسی و توزیع فشار توسط
که در آن p 0 اوج فشار تماس در ناحیه تماس و p فشار تماس در مختصات شعاعی r است .
در آزمایش حداکثر فشار 2.7 GPa اعمال می شود. این مربوط به حداکثر بار 384 نیوتن و حداکثر شعاع تماس 0.26 میلی متر است. در مدل، اندازه هندسه باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا مرزهای دور بر وضعیت تنش در ناحیه تماس تأثیر نگذارند.
از آنجایی که هندسه به صورت محوری متقارن است، از یک رابط مکانیک جامد با تقارن محوری دو بعدی استفاده می شود. شعاع و ارتفاع مدل 5 میلی متر انتخاب شده است. عمق بدنه 0.5 میلی متر و لایه انتقال 0.1 میلی متر است. یک شرط مرزی غلتکی در پایین و در مرز شعاعی دور استفاده می شود.
نتایج و بحث
خطوط تنش زمانی که بار پس از دو چرخه بار آزاد می شود، در شکل 3 نشان داده شده است . تنش‌های پسماند، هم از سخت شدن و هم از تغییر شکل پلاستیک در زیر فرورفتگی وجود دارد.
شکل 3: تنش معادل پس از دو سیکل بارگذاری.
تجزیه و تحلیل خستگی نیاز به یک چرخه بار پایدار دارد. برای این منظور توسعه تغییر شکل پلاستیک ارزیابی می شود. شکل 4 محل وقوع تغییر شکل پلاستیک را نشان می دهد. شکل 5 بزرگی کرنش پلاستیکی معادل را نشان می دهد. در شکل 6 می توان دید که پلاستیسیته فقط در طول اولین چرخه بار ایجاد می شود. هر چرخه بار متوالی الاستیک است. بنابراین چرخه بار دوم را می توان به عنوان یک چرخه بار پایدار در نظر گرفت و در مطالعه خستگی بعدی استفاده می شود.
شکل 4: حجم تغییر شکل پلاستیکی پس از دو دوره بارگذاری.
.
شکل 5: کرنش پلاستیک معادل پس از دو دوره بارگذاری.
شکل 6: توسعه کرنش های پلاستیکی، ادغام شده روی حجم
در شکل 7 و شکل 8 ، خطوط تنش در بار اوج در چرخه بار دوم نشان داده شده است. هم بیشترین تنش معادل و هم حداکثر تنش برشی در زیر سطح یافت می شود. این معمولا در مشکلات تماس دیده می شود.
شکل 7: تنش معادل در اوج بار.
شکل 8: خطوط تنش تنش برشی در اوج بار.
تجزیه و تحلیل خستگی نشان می دهد که بیشترین خطر خستگی در مورد 0.1 میلی متر زیر سطح است. در سطح مشترک بین هسته و لایه انتقال نیز خطر خستگی افزایش می یابد، به شکل 9 مراجعه کنید . با بازرسی مواد دور از تماس، می توان مشاهده کرد که ضریب مصرف خستگی در لایه کیس دارای مقدار منفی و در هسته دارای مقدار مثبت است. این ناشی از ترکیب تنش پسماند ناشی از سخت شدن سطح و دامنه تنش تقریبا صفر است. حالت هیدرواستاتیک فشاری برای پیشگیری از خستگی مفید است در حالی که استرس هیدرواستاتیک مثبت تأثیر منفی بر خستگی دارد.
شکل 9: ضریب استفاده از خستگی.
مسیر کتابخانه برنامه: ماژول_خستگی/استرس_مبتنی بر/ ایستادن_تماس_ خستگی
دستورالعمل های مدل سازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی 
Model Wizard کلیک کنید .
Model Wizard کلیک کنید .مدل جادوگر
1 | در پنجره Model Wizard ، روی  2D Axismetric کلیک کنید . |
2 | در درخت Select Physics ، Structural Mechanics>Solid Mechanics (جامد) را انتخاب کنید . |
3 | روی افزودن کلیک کنید . |
4 |  روی مطالعه کلیک کنید . |
5 | در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Stationary را انتخاب کنید . |
6 |  روی Done کلیک کنید . |
تعاریف جهانی
پارامترهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | ارزش | شرح |
اچ | 5 [mm] | 0.005 متر | ارتفاع مدل |
dH | 0.5 [mm] | 5E-4m | عمق کیس |
dT | 0.1 [mm] | 1E-4 متر | عمق انتقال |
دبلیو | 5 [mm] | 0.005 متر | عرض مدل |
dW | 0.7 [mm] | 7E-4 متر | پهنای ناحیه ریز |
پ | 384 [N] | 384 N | حداکثر بار |
E | 200 [GPa] | 2E11 Pa | مدول یانگ |
نه | 0.30 | 0.3 | نسبت پواسون |
rho | 7800 [kg/m^3] | 7800 کیلوگرم بر متر مکعب | تراکم |
Es | E/(2*(1-nu^2)) | 1.0989E11 Pa | سختی تماس هرتزی |
ری | 7 [mm] | 0.007 متر | شعاع دندانه دار |
sL | 0 | 0 | بارگذاری ذره بین |
هندسه 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Geometry 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات هندسه ، بخش Units را پیدا کنید . |
3 | از لیست واحد طول ، میلی متر را انتخاب کنید . |
مستطیل 1 (r1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن ارتفاع ، H-dH-dT را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن Width ، W را تایپ کنید . |
مستطیل 2 (r2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، dW را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، dT را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن z ، H-dH-dT را تایپ کنید . |
مستطیل 3 (r3)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، W-dW را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، dT را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن r ، dW را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن z ، H-dH-dT را تایپ کنید . |
مستطیل 4 (r4)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، dW را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، dH را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن z ، H-dH را تایپ کنید . |
مستطیل 5 (r5)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، W-dW را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، dH را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن r ، dW را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن z ، H-dH را تایپ کنید . |
7 | در نوار ابزار Geometry ، روی  ساختن همه کلیک کنید . |
تعاریف
ادغام 1 (در اول)
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Nonlocal Couplings کلیک کرده و Integration را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ادغام ، بخش انتخاب منبع را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، همه دامنه ها را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Advanced را پیدا کنید . از لیست Frame ، Material (R، PHI، Z) را انتخاب کنید . |
مکانیک جامدات (جامدات)
مواد الاستیک خطی 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)> Solid Mechanics (solid) روی Linear Elastic Material 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد الاستیک خطی ، قسمت Linear Elastic Material را پیدا کنید . |
3 | از لیست E ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، E را تایپ کنید . |
4 | از لیست ν ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، nu را تایپ کنید . |
5 | از لیست ρ ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، rho را تایپ کنید . |
پلاستیک 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Attributes کلیک کنید و Plasticity را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Plasticity ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 |  روی Clear Selection کلیک کنید . |
4 | فقط دامنه های 3 و 5 را انتخاب کنید. |
5 | بخش Plasticity Model را پیدا کنید . از لیست σ ys0 ، User defined را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، 570 [MPa] را تایپ کنید . |
6 | زیربخش مدل سخت شدن ایزوتروپیک را پیدا کنید . از لیست E Tiso ، User defined را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، 69 [GPa] را تایپ کنید . |
مواد الاستیک خطی 1
در پنجره Model Builder ، روی Linear Elastic Material 1 کلیک کنید .
پلاستیک 2
در نوار ابزار Physics ، روی Attributes کلیک کنید و Plasticity را انتخاب کنید .
Attributes کلیک کنید و Plasticity را انتخاب کنید .کیس پلاستیکی
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)> Solid Mechanics (solid)> Linear Elastic Material 1 روی Plasticity 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Plasticity ، Plasticity Case را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
هسته پلاستیکی
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)> Solid Mechanics (solid)> Linear Elastic Material 1 روی Plasticity 2 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Plasticity ، Plasticity Core را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . روی Clear Selection کلیک کنید .  |
4 | فقط دامنه 1 را انتخاب کنید. |
5 | بخش Plasticity Model را پیدا کنید . از لیست σ ys0 ، User defined را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، 515 [MPa] را تایپ کنید . |
6 | زیربخش مدل سخت شدن ایزوتروپیک را پیدا کنید . از لیست، Ludwik را انتخاب کنید . |
7 | از فهرست k ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 2.47 [GPa] را تایپ کنید . |
8 | از لیست n ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 0.55 را تایپ کنید . |
تعاریف جهانی
تابع انتقال
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Functions کلیک کنید و Global>Interpolation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات درون یابی ، تابع Transition را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Definition را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
تی | F(T) |
H-dH-dT | 1 |
آقا و خانم | 0 |
4 | قسمت Units را پیدا کنید . در جدول Argument تنظیمات زیر را وارد کنید: |
بحث و جدل | واحد |
تی | متر |
تعاریف
متغیرهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Definitions کلیک راست کرده و Variables را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای متغیرها ، بخش متغیرها را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | واحد | شرح |
س | int1(z) | موقعیت لایه انتقالی | |
nT | 1-0.45*s | سخت شدن لایه انتقال توان | |
kT | 10^(-1.62*s+11) [Pa] | پا | لایه انتقال ضریب قدرت |
s0T | (570e6*(1-s)+515e6*s) [Pa] | پا | لایه انتقال تنش تسلیم اولیه |
مکانیک جامدات (جامدات)
مواد الاستیک خطی 1
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)> Solid Mechanics (solid) روی Linear Elastic Material 1 کلیک کنید .
انتقال پلاستیسیته
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Attributes کلیک کنید و Plasticity را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Plasticity ، Plasticity Transition را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . روی Clear Selection کلیک کنید .  |
4 | فقط دامنه های 2 و 4 را انتخاب کنید. |
5 | بخش Plasticity Model را پیدا کنید . از لیست σ ys0 ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، s0T را تایپ کنید . |
6 | زیربخش مدل سخت شدن ایزوتروپیک را پیدا کنید . از لیست، Ludwik را انتخاب کنید . |
7 | از فهرست k ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، kT را تایپ کنید . |
8 | از لیست n ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، nT را تایپ کنید . |
تعاریف جهانی
استرس پسماند
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Functions کلیک کنید و Global>Interpolation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات درون یابی ، Residual stress را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Definition را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
تی | F(T) |
0 | -500 |
1 | 100 |
4 | قسمت Units را پیدا کنید . در جدول Function تنظیمات زیر را وارد کنید: |
تابع | واحد |
int2 | MPa |
مکانیک جامدات (جامدات)
مواد الاستیک خطی 1
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)> Solid Mechanics (solid) روی Linear Elastic Material 1 کلیک کنید .
استرس و کرنش اولیه 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Attributes کلیک کنید و Initial Stress and Strain را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای استرس و فشار اولیه ، بخش استرس و فشار اولیه را پیدا کنید . |
3 | در جدول S 0 تنظیمات زیر را وارد کنید: |
int2(s) | 0 | 0 |
0 | int2(s) | 0 |
0 | 0 | 0 |
غلتک 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Roller را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرزهای 2 و 13-15 را انتخاب کنید. |
بار را از دندانه دار تجویز کنید. هم فشار تماس و هم شعاع تماس با مقدار بار متفاوت است. بار را به عنوان یک تابع تعریف کنید. فشار تماس و شعاع تماس را به عنوان متغیر تعریف کنید.
تعاریف جهانی
بار دوره ای
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Functions کلیک کنید و Global>Analytic را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تحلیل ، بار دوره ای را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Definition را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، 0.5*(1-cos(x*2*pi)) را تایپ کنید . |
تعاریف
متغیرهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Definitions روی Variables 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای متغیرها ، بخش متغیرها را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | واحد | شرح |
او | (3/4*P*an1(sL)*ri/Es)^(1/3) | متر | شعاع فرورفتگی |
p0 | 3*P*an1(sL)/(2*pi*ai*ai) | N/m² | حداکثر فشار |
مکانیک جامدات (جامدات)
بار مرزی 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Boundary Load را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرز 7 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای بار مرزی ، بخش Force را پیدا کنید . |
4 | از لیست نوع بار ، فشار را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن p ، if(r<ai,p0*sqrt(1-(r/ai)^2),0) را تایپ کنید . |
یک توری ظریف در مجاورت ناحیه تماس ایجاد کنید.
مش 1
نقشه برداری 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Mapped کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Mapped ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | فقط دامنه های 2 و 3 را انتخاب کنید. |
توزیع 1
1 | روی Mapped 1 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرزهای 4، 6 و 7 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش توزیع را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متنی Number of Elements عدد 70 را تایپ کنید . |
توزیع 2
1 | در پنجره Model Builder ، روی Mapped 1 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرزهای 5 و 10 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش توزیع را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متنی Number of Elements عدد 50 را تایپ کنید . |
توزیع 3
1 | روی Mapped 1 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرزهای 3 و 8 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش توزیع را پیدا کنید . |
4 | در فیلد متنی Number of element ، 10 را تایپ کنید . |
مثلثی رایگان 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Free Triangular کلیک کنید . |
2 | در پنجره Model Builder ، روی Mesh 1 کلیک راست کرده و Build All را انتخاب کنید .  |
مطالعه 1
مرحله 1: ثابت
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش مطالعه 1 ، روی Step 1: Stationary کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Stationary ، برای گسترش بخش Study Extensions کلیک کنید . |
3 | کادر بررسی جارو کمکی را انتخاب کنید . |
4 |  روی افزودن کلیک کنید . |
5 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام پارامتر | لیست مقادیر پارامتر | واحد پارامتر |
sL (بارگذاری ذره بین) | محدوده (0.0،0.025،0.5) محدوده (0.55،0.05،2) |
6 | در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
سطح 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Stress (solid) را گسترش دهید ، سپس روی Surface 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | از لیست واحد ، MPa را انتخاب کنید . |
تغییر شکل
1 | در پنجره Model Builder ، گره Surface 1 را گسترش دهید ، سپس روی Deformation کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تغییر شکل ، بخش مقیاس را پیدا کنید . |
3 | چک باکس Scale factor را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، 1 را تایپ کنید . |
سطح 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Stress, 3D (solid) را گسترش دهید ، سپس روی Surface 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | از لیست واحد ، MPa را انتخاب کنید . |
تغییر شکل
1 | در پنجره Model Builder ، گره Surface 1 را گسترش دهید ، سپس روی Deformation کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تغییر شکل ، بخش مقیاس را پیدا کنید . |
3 | چک باکس Scale factor را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، 10 را تایپ کنید . |
استرس (جامد)
توسعه پلاستیسیته را ارزیابی کنید.
حجم تغییر شکل پلاستیکی
1 | در پنجره Model Builder ، روی Stress (solid) کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح دوبعدی ، حجم Plastically deformed volume را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
سطح 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره حجمی Plastically deformed را گسترش دهید ، سپس روی Surface 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش Expression کلیک کنید . از منو، Component 1 (comp1)>Solid Mechanics>Srain ( نقاط Gauss)>solid.epeGp را انتخاب کنید – کرنش پلاستیک معادل ، ارزیابی نقطه گاوس . |
3 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، solid.epeGp>0 را تایپ کنید . |
تغییر شکل
1 | در پنجره Model Builder ، گره Surface 1 را گسترش دهید . |
2 | روی Results>Plastically deformed volume>Surface 1>Deformation کلیک راست کرده و Delete را انتخاب کنید . |
کرنش پلاستیک
1 | در پنجره Model Builder ، روی Plastically deformed volume کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح دو بعدی ، فشار پلاستیک را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
سطح 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره فشار پلاستیک را گسترش دهید ، سپس روی Surface 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Expression text solid.epeGp را تایپ کنید . |
تاریخچه کرنش پلاستیک
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 1D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، تاریخچه فشار پلاستیک را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
جهانی 1
1 | در نوار ابزار Plastic Strain History ، روی  Global کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش y-Axis Data را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
intop1(solid.epeGp) | mm^3 | کرنش پلاستیکی یکپارچه |
4 | در نوار ابزار Plastic Strain History ، روی  Plot کلیک کنید . |
تنش ها را در اوج بار ارزیابی کنید.
تنش معادل در اوج بار
1 | در پنجره Model Builder ، روی Stress (solid) کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح دو بعدی ، استرس معادل در اوج بار را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست مقدار پارامتر (sL) ، 1.5 را انتخاب کنید . |
تنش برشی در اوج بار
1 | در پنجره Model Builder ، گره Equivalent stress at peak load را گسترش دهید . |
2 | روی Equivalent stress at peak load کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح دو بعدی ، تنش برشی در اوج بار را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
سطح 1
1 | در پنجره Model Builder ، تنش برشی را در گره بار اوج گسترش دهید ، سپس روی Surface 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش Expression کلیک کنید . از منو، Component 1 (comp1)>Solid Mechanics>Stress ( نقاط گاوس)> تانسور تنش، ارزیابی نقطه گاوس ( قاب فضایی) – N/m²>solid.sGprz – تانسور تنش، ارزیابی نقطه گاوس ، جزء rz را انتخاب کنید . |
3 | در نوار ابزار تنش برشی در اوج بار ، روی  Plot کلیک کنید . |
فیزیک را اضافه کنید
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Physics کلیک کنید تا پنجره Add Physics باز شود . |
2 | به پنجره Add Physics بروید . |
3 | در درخت، Structural Mechanics>Fatigue (ftg) را انتخاب کنید . |
4 | رابط های فیزیک را در زیربخش مطالعه بیابید . در جدول، کادر حل را برای مطالعه 1 پاک کنید . |
5 | روی Add to Component 1 در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
خستگی (FTG)
مبتنی بر استرس 1
1 | روی Component 1 (comp1)>Fatigue (ftg) کلیک راست کرده و دامنه ارزیابی مبتنی بر استرس را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مبتنی بر استرس ، قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، همه دامنه ها را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Fatigue Model Selection را پیدا کنید . از لیست Criterion ، Dang Van را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Solution Field را پیدا کنید . از لیست رابط فیزیک ، مکانیک جامدات (جامد) را انتخاب کنید . |
6 | در نوار ابزار Physics ، روی  Add Physics کلیک کنید تا پنجره Add Physics بسته شود . |
مواد
مواد 1 (mat1)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Materials راست کلیک کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 |  روی Clear Selection کلیک کنید . |
4 | فقط دامنه های 3 و 5 را انتخاب کنید. |
5 | قسمت محتوای مواد را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
ضریب حساسیت به تنش هیدرواستاتیک | a_DangVan | 0.19 | 1 | دانگ وان |
فاکتور حد | b_DangVan | 282 [MPa] | پا | دانگ وان |
مواد 2 (mat2)
1 | روی Materials کلیک راست کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | فقط دامنه های 1، 2 و 4 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای Material ، قسمت Material Contents را پیدا کنید . |
4 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
ضریب حساسیت به تنش هیدرواستاتیک | a_DangVan | 0.23 | 1 | دانگ وان |
فاکتور حد | b_DangVan | 248 [MPa] | پا | دانگ وان |
اضافه کردن مطالعه
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study باز شود . |
2 | به پنجره Add Study بروید . |
3 | رابط های فیزیک را در زیربخش مطالعه بیابید . در جدول، کادر حل را برای Solid Mechanics (جامد) پاک کنید . |
4 | زیربخش مطالعات را پیدا کنید . در درخت انتخاب مطالعه ، مطالعات از پیش تعیین شده برای رابط های فیزیک انتخاب شده > خستگی را انتخاب کنید . |
5 | روی Add Study در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
6 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study بسته شود . |
مطالعه 2
مرحله 1: خستگی
1 | در پنجره تنظیمات برای خستگی ، قسمت Values of Dependent Variables را پیدا کنید . |
2 | مقادیر متغیرهای حل نشده را برای بخش فرعی پیدا کنید . از لیست تنظیمات ، کنترل کاربر را انتخاب کنید . |
3 | از لیست روش ، راه حل را انتخاب کنید . |
4 | از لیست مطالعه ، مطالعه 1، ثابت را انتخاب کنید . |
5 | از لیست مقدار پارامتر (sL) ، از لیست را انتخاب کنید . |
6 | در لیست مقدار پارامتر (sL) ، 0.6 ، 0.65 ، 0.7 ، 0.75 ، 0.8 ، 0.85 ، 0.9 ، 0.95 ، 1 ، 1.05 ، 1.1 ، 1.15 ، 1.2 ، 1.15 ، 1.2 ، 1.15 ، 1.2 ، 1.15، 1.2 ، 1.15 ، 1.2 ، .5 ، . و 1.6 . |
7 | در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
ضریب مصرف خستگی (ftg)
دو گروه نمودار جدید برای رسم ضریب استفاده از خستگی هم در دو بعدی ( شکل 9 ) و هم در چرخش سه بعدی اضافه می شوند.
