ANSYS Workbench 随机振动疲劳寿命估计-Steinberg三频段法 原创

在Ansys Workbench 的Random Vibration模块进行随机振动分析时，使用Steinberg（三段式分析法）的基本原理：

下面举个示例来说明：

示例一：在材料SN曲线中输入两个点，（仿真损伤结果和公式计算基本一致）。

示例二：在材料SN曲线中输入两外两个点，（仿真损伤结果和公式计算基本一致）。

示例三：在材料SN曲线中输入以上四个点。

对比以上三个示例的损伤结果和输入SN数据点：

示例“三”这个结果就很奇怪了，这个损伤结果和“一”的仿真结果一样，但是RMS应力明显是落在了“二”的范围。按照理论分析，损伤结果不应该等于“二”吗？

所以对比上述三个计算结果，关键点在Mechanical对SN曲线的拟合插值方式？

• 示例“一”和“二”，SN曲线输入两个点，仿真和理论一致；

• 示例“三”，当SN曲线输入多个点，差别就增大了；

• WB 对SN曲线不是根据输入点进行插值计算的，而是根据输入SN数据（首末端点）拟合Basquin曲线计算N；

下面再来看下WB Random Vibration 的损伤结果和使用modal+Harmonic+Ncode的振动损伤结果来对比下：

示例 四：SN曲线输入为“1”

示例 五：SN曲线输入为“2”

示例 六：SN曲线输入为“3”

比较上述三个示例的损伤结果：

然后我们比较上述三个示例的损伤结果，并结合steinberg的公式计算进行比较：

• 其中对于WB的损伤计算我们使用输入SN曲线的首末两个点进行拟合Basquin曲线计算RMS应力下的寿命值N；

• 而对于Ncode的损伤计算，我们使用输入SN曲线的RMS应力邻近点进行插值计算寿命值N；

结果如下，可以看到，Ncode仿真结果和手动插值计算的损伤结果基本一致。而WB的损伤结果，首先在SN曲线（1000-3e7范围都一样，只有末端点有区别时）其损伤结果显著变化，就非常需要关注。其次，WB的损伤仿真结果和公式计算按SN曲线的首末两点拟合Basquin曲线，再去按RMS应力计算寿命N，得到的steinberg损伤值基本吻合；

下面我们来说下，在WB中如何查看：单位时间下的随机振动循环次数f0（f0*time 就是Steinberg公式所用的随机振动循环次数）