棘轮效应 — CAE术语解释
棘轮效应
重复荷载引起的累积塑性变形
疲劳和"棘轮效应"有什么区别？
疲劳是由重复荷载引起裂纹扩展和最终断裂的现象，而棘轮效应是每个循环中塑性变形逐渐累积，最终导致过度变形（或断裂）的现象。就像自行车棘轮机制一样，变形逐渐向一个方向推进。这在化工厂管道和压力容器中特别是个问题。
棘轮效应发生的条件是什么？
一次膜应力（由重力、内压等持续荷载引起）与二次应力（由热膨胀等循环荷载引起）的组合很重要。Bree相互作用图（Bree Diagram）根据一次应力与二次应力的比值显示摇晃下降（弹性化）、棘轮效应和疲劳的领域，并且在设计标准中经常被引用。
ASME规范和分析方法
棘轮效应的有限元分析怎样进行？
使用弹塑性材料模型进行非线性分析，并对多个循环进行重复分析，监测每个循环的残余变形量。如果变形增量收敛，则判定为"摇晃下降"；如果持续发散，则判定为"棘轮效应"。将等向硬化与移动硬化（Kinematic Hardening）相结合的Chaboche模型对棘轮效应预测效果显著。
ASME规范如何评估棘轮效应？
ASME BPVC第III部分（核电）和第VIII部分第2分册要求通过弹性摇晃下降分析来确认棘轮效应评估。认可的分析方法包括弹性棘轮规则（Elastic Ratcheting Rule）和弹塑性分析（Elasto-Plastic Analysis）。这是电力厂和石油精炼设备长期可靠性评估的重要分析项目。
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