РАЗДЕЛ 1 ОБЗОР МЕТОДОВ АНАЛИЗА ДОЛГОВЕЧНОСТИ И УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ

ЗНАКОМСТВО С КОМПАНИЕЙ

MSC.Software Corporation (изначально MacNeal-Schwendler Corporation) занимается разработкой, продажей и

Ключевые моменты в истории MSC.Software
1963 Компания основана Доктором Ричардом МакНилом и

ЗНАКОМСТВО С КОМПАНИЕЙ (ПРОДОЛЖЕНИЕ)

1971 - Год основания The MARC Analysis Research Corporation.

Главный офис корпорации находится в Санта Ана, Калифорния. Поддержка пользователей осуществляется

РАСПИСАНИЕ КУРСА

День 1:
Вводная часть
Обзор MSC.Fatigue Software
Пользвательский интерфейс MSC.Fatigue
Упражнения
День 2:
Пользвательский интерфейс MSC.Fatigue

ВОЗМОЖНОСТИ MSC.FATIGUE

MSC.Fatigue – это мощный инструмент для прогнозирования долговечности, использующий результаты

ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ ИНТЕРФЕЙС MSC.FATIGUE

MSC.Fatigue имеет дружественный графический интерфейс ползователя, который состоит из

MSC

РЕШЕНИЯ MSC В ОБЛАСТИ СИСТЕМ ИНЖЕНЕРНОГО АНАЛИЗА

РПОГНОЗИРОВАНИЕ ДЛГОВЕЧНОСТИ

Современные технологии анализа долговечночсти как результат партенрства на высоком уровне

ЧТО ТАКОЕ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ?

Долговечность - это…
способность выдерживать эксплуатационные нагрузки без разрушения в течение какого-либо

Усталость – это...
процесс разрушения материалов под воздействием циклически повторяющихся нагрузок,

ЧТО ЗАСТАВЛЯЕТ ПРОГНОЗИРОВАТЬ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ?

ЦЕЛИ, ПРИЧИНЫ И РЕАЛЬНОСТЬ

Конкуренция требут УСКОРЕННОГО выхода на рынок новой продукции.
Чтобы

ИЗМЕНЕНИЕ СТОИМОСТИ ПРОДУКТА В ПРОЦЕССЕ РАЗРАБОТКИ

РЕАЛИЗАЦИЯ

ИСПЫТАНИЯ

СЕРИЙНОЕ
ПРОИЗВОДСТВО

OK?

КОНЧИЛОСЬ ВРЕМЯ?

НЕТ

НЕТ

ДА

ИДЕЯ

ДОРАБОТКИ

ТРАДИЦИОННЫЙ ПОДХОД, БЕЗ МКЭ: ПОСТРОИТЬ, ИСПЫТАТЬ, ДОРАБОТАТЬ

ИДЕЯ

АНАЛИЗ И
ОПТИМИЗАЦИЯ

СУЩЕСТВУЮЩИЙ
ОПЫТ

РЕАЛИЗАЦИЯ

ИСПЫТАНИЯ

OK?

OK?

СЕРИЙНОЕ
ПРОИЗВОДСТВО

ОСМЫСЛЕНИЕ

КОРРЕЛЯЦИЯ
С РАСЧЕТОМ

НЕТ

ДА

НЕТ

ДОБАВИМ МКЭ: АНАЛИЗ И ОПТИМИЗАЦИЯ

Построил и используй

Проверка ресурса в процессе эксплуатации

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ 1 - ПОСТРОИЛ И

Потребность
заказчика

Ускоренные
испытания

Ресурс

Доработка

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ 2 - ДОБАВИМ НАТУРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ

Виртуально
испытанная деталь

Ускоренные
испытания

Ресурс

Доработки

Измеренные
эксплуатационные
нагрузки

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ 3 - ДОБАВИМ ВИРТУАЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ

Потребность
заказчика

Доработки и
оптимизация

Виртуально
испытанная
деталь

Моделирование
на компьютере
долговечности

Потребность
заказчика

Анализ НДС

Ресурс

Корреляция

Ресурс

Ускоренные
испытания

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ 4 - ДОБАВИМ КЭ АНАЛИЗ

Измеренные эксплуатационные нагрузки

Свойства

Проектировачный
расчет
Оптимизация
конструкции
как единого целого

Углубленный
анализ
Уточнение
характеристик
Корреляция
с КЭ анализом
Количество
модификаций

Моделирование
испытаний
Верификация
Мониторинг
Корреляция

Измеренные
Деформации
и нагрузки
Измерения
Проверка

ИНТЕГРАЦИЯ

Чтобы быстрее, дешевле, на более высоком уровне интеграции провести анализ долговечности,

ПОДХОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ С УЧЕТОМ УСТАЛОСТИ

Концепцпия отсутствия повреждений (SAFE LIFE)
Вычислеяется долговечность, используется

Оценка долговечности было делом редким

Избыток прочности – 42 детали
Разрушилось – 7

ОБЗОР ИСТОРИИ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТАЛОСТИ - 1

1828 Альберт испытывает металлические цепи под

Испытательная установка Велера для исследования усталости осей железнодорожного транспорта

Типичные кривые Велера построенные при изгибно-крутильном циклическом нагружении

Амплитуда напряжений

Вал без дефектов

Вал

1864 Фэирбэирн экспериментирует с повторяющимися нагрузками
1886 Баушингер – первые доклады о

Формирование
устойчивых
зон скольжения

Этап 1
Рост трещины

Этап 2
Рост трещины

~1 мм

ЗАРОЖДЕНИЕ И РОСТ ТРЕЩИН –

МИКРОСТРУКТУРНЫЙ РОСТ ТРЕЩИН

1955 Коффин и Менсон исследовали процесс усталости, контролируя деформации, термоциклирование, малоцикловая

РЕЗУЛЬТАТЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ ПО ИСПЫТАНИЯМ НА МАЛОЦИКЛОВУЮ УСТАЛОСТЬ

1982 - США оценили ежегодные потери, причиной которых являются усталостные разрушения –

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ДОЛГОВЕЧНОСТИ

S-N (метод суммарной долговечности)
Отражает зависимость долговечности от номинальных или

Суммарная
долговечность = зарождение трещины + Рост

S-N локальные деформации линейная
механика

S-N МЕТОД - ПОДОБИЕ

Долговечность здесь . . . . . .

МЕТОД НОМИНАЛЬНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ - ПОДОБИЕ

Долговечность детали с концентратором сравнима с долговечностью

АНАЛИЗ СКОРОСТИ РОСТА ТРЕЩИНЫ - ПОДОБИЕ

Эта трещина . . . .

«Несмотря на более чем 150-ти летний опыт исследований в области усталости

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УСТАЛОСТИ

Типичным местом, в котором начинается разрушение, является поверхность образца

ЗОНЫ СКОЛЬЖЕНИЯ И 1-ый ЭТАП РОСТА ТРЕЩИНЫ

В процессе циклического нагружения устойчивые

ЗАРОЖДЕНИЕ И РОСТ

ЭТАПЫ РОСТА ТРЕЩИНЫ

ЗАРОЖДЕНИЕ И РОСТ

Процесс усталостного разрушения происходит в несколько этапов, при этом

ИСПЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ УСТАЛОСТНОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

Технологии усталостного расета не новы (50-170 лет);
Представляют собой

УСТАЛОСТНЫЙ АНАЛИЗ…?

На стадии ранней фазы разработки:
Нагрузки получены аналитически или из предыдущего

КТО ПРОВОДИТ УСТАЛОСТНЫЕ РАСЧЕТЫ И КАК ИСПОЛЬЗУЮТСЯ РЕЗУЛЬТАТЫ?

Проектировщик:
Оптимизация долговечности по виртуальной

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ УСТАЛОСТНЫХ РАЗРУШЕНИЙ

Требования:
Повышенные потребительские качества
Уменьшение веса
Долгий срок службы
Разумная цена
Как можно

Ограничения:
Усталостные расчеты намного менее точны прочностных
Усталостные свойства материалов не могут быть

РЕАЛИЗАЦИЯ УСТАЛОСТНЫХ РАСЧЕТОВ – БЛОК-СХЕМА ИЗ 5-ти БЛОКОВ

РЕАЛИЗАЦИЯ УСТАЛОСТНЫХ РАСЧЕТОВ

Информация, которая необходима для проведения быстрого и эффективного усталостного

ИНСТРУМЕНТАРИЙ ДЛЯ АНАЛИЗА И ИСПЫТАНИЙ

Инструменты, применяемые при усталостном анализе, также применяются

ИНТЕГРИРОВАННЫЙ ПОДХОД К АНАЛИЗУ ДОЛГОВЕЧНОСТИ

Факты:
Натурные испытания далеко не самый правильный способ

Обеспеичвают данными о нагружении
Обеспечиваеют усталостными свойствами материалов
Позволяют верифицировать напряжения/деформации полученные в

КАК АНАЛИЗ СОЧЕТАЕТСЯ С ИСПЫТАНИЯМИ

Позволяет исключить избыточные испытания
Ускоряет процесс испытаний
Позволяет заранее