msc.fatigue疲劳材料数据库的二次开发

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1、2003年MSC.Software中国用户论文集MSC.Fatigue疲劳材料数据库的二次开发王成龙上海汇众汽车制造有限公司研究开发中心-1-2003年MSC.Software中国用户论文集MSC.Fatigue疲劳材料数据库的二次开发EstablishingUser-definedMSC.FatigueMaterialDatabase王成龙(上海汇众汽车制造有限公司研究开发中心)摘要:本文利用MSC.Fatigue软件疲劳材料数据库的可开发功能，结合本公司轿车底盘用钢的具体要求，建立了七种国外钢材及一百多种国产钢的疲劳数据库，包括应力－寿命曲线、应变－寿命曲线

2、、裂纹扩展速率曲线。利用新建的疲劳数据库，可以进行总寿命、裂纹萌生、裂纹扩展疲劳分析。从而在进行疲劳分析时，保证了材料数据的可靠性，提高了疲劳分析的准确度，使公司在MSC.Fatigue软件疲劳分析的运用达到了更高的层次。关键词:疲劳材料数据库应力－寿命曲线应变－寿命曲线裂纹扩展速率曲线疲劳分析Abstract:Msc.Fatigueprovidesusertodefinenewfatiguematerialdatabase,includingS-NCurvedata、ε-NCurvedataandda/dNCurvedata.Toutilizetheadvan

3、tageofthesoftwareandimprovereliabilityoffatigueanalysis,weestablishourMSC.Fatigue-basedfatiguematerialdatabase.Ourdatabaseconsistsofsevenpiecesofforeignmaterialandoveronehundredpiecesofdomesticmaterial.Keywords:fatiguematerialdatabase，S-NCurve，ε-NCurve,da/dNCurve，fatigueanalysis1概述近几

4、年来，我们公司在应用MSC.Nastran、MSC.Fatigue等软件分析产品疲劳过程中，遇到了材料疲劳数据缺乏的困难，原有软件自带的材料疲劳数据库种类较少，这样，在疲劳分析过程中，对于缺少的材料，只能采用SAE标准的材料近似，影响了分析结果的精度，无法较准确地反映产品疲劳情况。特别是在面临新产品开发与产品改进任务时，如果无法准确地提供设计参考，将会在一定程度上影响了正常开发工作的进行。因此，迫切需要构建公司自己的轿车底盘常用材料数据库。根据实际需要，我们公司与疲劳领域有专长的科研院所共同工作，测定了包括常规力学性能、常规疲劳性能S-N曲线、应变疲劳ε-N曲线

5、、裂纹扩展da/dN曲线等数据的疲劳特性参数，建立了公司自有疲劳数据库。-2-2003年MSC.Software中国用户论文集2材料的力学性能2.1常规力学性能指材料的σs、σb、E、KIC、ν、n及硬度等指标。软件涉及参数：MaterialType(numberorcode)YS:YieldStrength(MPa)屈服强度σsUTS:UltimateTensileStrength(MPa)强度极限σbE:Elasticmodulus(MPa)弹性模量EKIC:Fracturetoughness(MPam1/2)断裂韧性KICn:WorkHardeningEx

6、ponent应变硬化指数（薄板）nK:WorkHardeningCoefficient(MPa)强度系数Kme:ElasticPoisson’sRatio泊松比ν（弹性范围）mp:PlasticPoisson’sRatio泊松比ν（塑性流动时）2.2S-N或P-S-N曲线S-N曲线实际曲线为一抛物线，软件采用二折线方法进行简化处理，根据软件采用的S-N曲线的基本公式：b1ΔS=SRI1(Nf)ΔS:NorminalstressrangeSRI1：StressRangeIntercept（MPa）b1：FirstfatiguestrengthexponentNf:

7、Totalfatiguecyclestofailure有了数据点，通过拟合即可得软件涉及参数:SRI1、b1、Nc1、SRI2、b2、SE，而RRAT即S-N曲线的应力比。2.3ε-N应变-寿命曲线局部应力－应变法计算损伤的出发点是应变－寿命关系式：bcΔε/2=Δεe/2+Δεp/2=σ’f(2Nf)/E+ε’f(2Nf)Δε：应变幅度；Δεe：弹性应变幅度；Δεp：塑性应变幅度；σ’f：疲劳强度系数；b：疲劳强度指数；-3-2003年MSC.Software中国用户论文集ε’f：疲劳塑性系数；c：疲劳塑性指数。有了试验数据点后，即可得到Sf、b、c、Ef’、

8、n’、K’低周疲劳的六个