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FE-safe软件的学习总结

作者:管理员    发布于:2014-11-20 02:35:33    文字:【】【】【

疲劳分析软件一般作为有限元软件的后处理来进行结构的疲劳分析,需要把有限元的结果文件导入进行分析,和目前广泛使用的用限元软件的良好匹配是很重要的;疲劳分析软件是否能为工程师提供满意的解决实际问题的工具是一个十分关心的问题。

1FE-safe 软件的接口

FE-safe 软件可以直接读入有限元软件的分析数据,例如应力、应变和温度等。

可以直接读入的软件的结果文件格式如下:

ABAQUS软件的格式为:.fil文件、.ode文件

ANSYS软件的格式为:.rst文件

NASTRAN软件的格式为:.f06文件、.op2文件

Pro/Engineer软件的格式为:.s01文件、s02文件等文件(应力)

.d01文件 (温度)

SDRC I-DEAS软件的格式为:.unv文件

小结

从以上的内容可以看出,这款软件和其他通用有限元软件可以实现广泛的匹配使用,并且可以直接使用有限元软件的计算结果文件,可以在计算过程中实现自动搜索疲劳热点部位和每一单元或节点的损伤,并实现疲劳计算结果的可视化。

2 FE-safe软件的材料数据库

提供了常用材料钢、铝合金、体合金的疲劳性能数据。材料数据是根据其主要的使用环境来管理的。主要包含的材料疲劳性能有:一般数据信息、材料的说明、应变

寿命曲线数据、稳态循环应力应变曲线、应力寿命曲线、失效概率、蠕变等的数据。对于这些数据同样可以进行编辑、绘图等的操作。

可以进行材料参考文件的链接。例如一个材料测试报告,通过设定路径可以建立链接来使用这些数据。并且可以建立网络链接。

小结

从材料数据库方面来看,这个软件无论是在疲劳数据的管理还是包含的材料信息方面都很强。

3 FE-safe软件的S-N曲线估算方法

这个软件认为S-N曲线近似等于局部应力应变法中的弹性部分:

斜率 可以通过coffin-manson关系式的估算得到。

对于coffin-manson关系式的估算,该软件把材料分为五种类型:钢(脆性)、钢(延性)、铝合金(脆性)、铝合金(延性)、钛合金。

需要输入的参数包括:材料类型、材料的拉伸极限强度和材料的弹性模量。

至于,coffin-manson关系式的估算在后面的局部应力应变法的计算中将会给出相应的计算方法。

小结

FE-safe软件给出的S-N曲线有很大的局限性;没有明确的给出这些方法是如何确定S-N曲线的疲劳强度的。

FE-safe软件给出的S-N曲线,仅适用于疲劳寿命在 之间的结构的疲劳寿命计算。如果疲劳寿命小于 的话,计算将存在很大的误差。

4FE-safe软件的S-N曲线修正方法

提供了以下的修正系数:

表面状况

表面处理

残余应力

5FE-safe软件的疲劳性能参数的估计方法

根据的是Baumel Seeger 提出的方法。这种方法目前的使用范围被限制在低碳钢、中低合金钢、铝合金和钛合金。

6FE-safe软件的多轴疲劳计算方法

一般情况下,把多轴疲劳的问题当作单轴疲劳问题来处理会得到偏于保守的结果。所以,疲劳软件都提供了用于计算多轴疲劳的模块。多轴疲劳是指疲劳损伤发生在多轴应力状态下,即两个或三个主应力(主应变)的方向和幅度随时间变化。

多轴疲劳可以分为比例加载和非比例加载。在比例加载的情况下主要的模型有:最大主应力、Von Mises应力、最大切应力、GoughSines模型。非比例加载情况下的模型有:FindleyMcDiarmid模型。

7FE-safe软件对于载荷信号的产生处理能力

FE-safe软件有载荷信号的产生和处理功能。可以在软件中直接给需要进行疲劳分析的有限元计算结果加正弦、余弦、三角形波等比较标准的载荷形式。也可

以对载荷信号进行除了雨流计数法以外的多种计数处理。虽然这些计数方式已经不经常使用了,但ASTM的计数法标准中仍然包括这些方法。

8、热疲劳的计算

在进行一些受热部件的疲劳分析时,需要考虑热疲劳的影响,像发动机的活塞、气缸等。FE-safe软件有专门的模块来进行疲劳分析。

9、频域疲劳计算功能的比较

一般通过应力(应变)时间历程进行的疲劳计算,可以认为是时域的疲劳计算。对于有些随机载荷,一般很难知道它随时间的变化情况,但功率谱密度可以很容易的

获得。这种疲劳问题可以在频域范围内很容易结局。一般这种方法主要用来处理振动疲劳问题。FE-safe软件可以进行这一方面的工作。

10、断裂力学方法的比较

一个完整的结构疲劳过程可以分为:裂纹的萌生和扩展。裂纹的萌生可以通过局部应力应变法来计算。裂纹的扩展采用断裂力学的方法来计算。计算裂纹扩展比较成熟的方法是线弹性断裂力学方法。FE-safe软件提供了简单的线弹性断裂力学模块。

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