疲勞分析英文解釋翻譯、疲勞分析的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 analysis of fatigue
相關詞條:
1.analysisoffatigue
分詞翻譯:
疲的英語翻譯:
exhausted; tired; weary
勞的英語翻譯:
fatigue; put sb. to the trouble of; service; work
分析的英語翻譯:
analyze; construe; analysis; assay
【計】 parser
【化】 analysis; assaying
【醫】 analysis; anslyze
【經】 analyse
專業解析
疲勞分析(Fatigue Analysis)是工程學和材料科學中的重要概念,指在循環載荷或交變應力作用下,對材料或結構抵抗疲勞破壞能力的研究與評估過程。其核心在于預測材料在遠低于靜态強度極限的應力水平下,因反複加載而逐漸産生裂紋并最終失效的現象。
詳細解釋:
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基本定義與目标:
- 漢語角度: “疲勞”指材料在長期反複受力後性能衰減,“分析”指系統研究其失效機理、壽命預測及預防措施。疲勞分析旨在确定構件在特定載荷譜下的疲勞壽命(失效前的循環次數)或評估其抗疲勞性能。
- 英語角度: Fatigue Analysis is the process of assessing a material's or structure's resistance tofatigue failure under cyclic loading. It involves predicting the initiation and propagation of cracks due to repeated stress cycles, often below the material's yield strength.
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關鍵機制與階段:
- 裂紋萌生: 在材料微觀缺陷(如夾雜物、晶界)或應力集中處(如孔洞、缺口)開始形成微小裂紋。
- 裂紋擴展: 在循環載荷作用下,裂紋穩定增長。此階段通常占據大部分疲勞壽命。
- 最終斷裂: 當裂紋擴展到臨界尺寸,剩餘截面無法承受載荷時發生瞬時斷裂。
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核心分析參數與方法:
- 應力範圍: 循環載荷中最大應力與最小應力之差 ($Delta sigma = sigma{max} - sigma{min}$),是影響疲勞壽命的最主要因素。
- 平均應力: 循環應力的平均值 ($sigmam = (sigma{max} + sigma_{min})/2$),影響裂紋擴展速率。
- S-N曲線: 應力幅值 ($S$) 與失效循環次數 ($N$) 的關系曲線,是疲勞設計的基礎。通過标準試樣試驗獲得。
- 疲勞極限: 某些材料(如鋼)存在一個應力水平,低于此水平時理論上可承受無限次循環而不失效。
- 分析方法:
- 應力-壽命法: 基于S-N曲線和修正系數(尺寸、表面、載荷等),適用于高周疲勞。
- 應變-壽命法: 基于局部應變,適用于低周疲勞或存在塑性變形的情況。
- 斷裂力學法: 基于裂紋擴展速率 ($da/dN$) 與應力強度因子範圍 ($Delta K$) 的關系,用于評估含缺陷結構的剩餘壽命。
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典型應用場景:
- 航空航天: 飛機機身、發動機葉片、起落架等承受高頻振動和氣動載荷。
- 汽車工業: 發動機部件、底盤、懸挂系統、車輪等承受路面激勵和發動機振動。
- 機械工程: 旋轉機械(軸、齒輪、軸承)、壓力容器、橋梁、海上平台等承受循環載荷。
- 醫療器械: 人工關節、骨釘等植入物承受人體活動産生的反複應力。
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重要性:
疲勞失效是工程結構和機械部件最常見的失效形式之一,常發生在無明顯預兆的情況下,具有突發性和災難性。疲勞分析是确保産品安全、可靠和耐久的關鍵設計環節,有助于優化設計、延長使用壽命、減少維護成本和預防事故。
參考來源:
- 材料疲勞與斷裂基礎概念:美國材料與試驗協會标準 (ASTM Standards, e.g., E606, E647)。
- 疲勞分析方法與應用:機械工程師學會相關出版物 (e.g., IMechE, ASME)。
- 工程疲勞設計手冊:如《金屬疲勞》(Metal Fatigue) 等經典教材。
網絡擴展解釋
疲勞分析是工程領域的重要研究方法,主要用于評估材料或結構在循環載荷作用下的性能及壽命預測。以下為詳細解釋:
一、定義與核心概念
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基本定義
疲勞分析指通過研究材料、結構在重複或周期性載荷下的應力應變變化,預測其疲勞損傷程度和失效壽命的方法。其核心關注點在于材料在遠低于靜載強度的循環應力下産生的裂紋擴展直至斷裂的過程。
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疲勞破壞特征
與靜态破壞不同,疲勞破壞具有以下特點:
- 無明顯塑性變形,斷裂突然發生;
- 破壞應力常低于材料屈服極限;
- 需經曆一定次數的載荷循環(如所述,疲勞壽命與載荷循環次數直接相關)。
二、分析原理與方法
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關鍵參數
- S-N曲線:描述應力幅值與失效循環次數的關系(提到耐久極限即材料無限壽命對應的應力阈值);
- 應變-壽命法:適用于低周疲勞分析,考慮塑性應變影響;
- 多軸疲勞:複雜載荷下的多方向應力疊加分析。
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技術流程
通常包括有限元模拟、載荷譜處理、損傷累積計算及壽命預測(提到現代軟件如ANSYS NCode、FE-SAFE可集成此流程)。
三、應用領域與工具
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行業應用
廣泛應用于機械制造(如齒輪、軸承)、航空航天(機身結構)、汽車工程(底盤耐久性)等領域,用于優化設計并提升安全性。
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主流軟件
- ANSYS NCode DesignLife:集成于Workbench平台,支持多學科疲勞仿真;
- SIMULIA FE-SAFE:以高精度著稱,支持多軸疲勞和複雜載荷條件(詳細列舉了其功能優勢)。
四、研究意義
通過預測疲勞壽命,可避免結構在服役期間意外失效,降低維修成本并延長産品使用周期(指出其能優化設計并提高可靠性)。例如,飛機發動機葉片需通過疲勞分析确保數萬小時的安全運行。
分類
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