一個數(shù)據(jù)集系列
疲勞分析功能
可進行序列工況的疲勞分析,數(shù)據(jù)集系列可以是一個瞬態(tài)分析的結(jié)果,也可以通過一系列離散事件來生成。如對發(fā)動機曲軸不同轉(zhuǎn)角下的多個求解結(jié)果進行疲勞分析。
3個單位載荷的線
彈性有限元分析
載荷分量的多個時間歷程
載荷縮放和組合
單位載荷應力乘以載荷歷程再疊加
Fe-Safe軟件可以定義載荷時間歷程,用于一組有限元分析應力結(jié)果
能有效處理FEA分析的彈性應力結(jié)果和彈塑性應力結(jié)果,可組合多個載荷的時間歷程序。迭加多軸加載的時間歷程,從而在模型每個位置上都產(chǎn)生一個應力張量的時間歷程。
Fe-Safe提供了一個全面的材料疲勞特性數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),含有常用的鋼、鋁合金材料的疲勞數(shù)據(jù),用戶可以擴充和修改該數(shù)據(jù)庫。
用戶可以查訊數(shù)據(jù)庫,如列出所有的鋁合金,也可輸入新材料。
利用內(nèi)置的Nerscape link可以訪問試驗報告用背景數(shù)據(jù),在啟動疲勞分析時程序可自動訪問材料數(shù)據(jù)庫,讀入材料數(shù)據(jù);用戶數(shù)據(jù)可通過用戶界面直接輸入。程序還可繪制成材料數(shù)據(jù)線。
在數(shù)據(jù)庫中含有Seeger材料近似算法,允許利用材料的抗壓強度(UTS)和彈性模量生成近似的材料疲勞數(shù)據(jù),生成的數(shù)據(jù)可以指定一個數(shù)據(jù)集名并存入數(shù)據(jù)庫。
材料數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
在Fe-Safe友好的用戶界面下,可方便地進行疲勞耐久性分析的數(shù)據(jù)準備;所輸入的材料數(shù)據(jù)、荷載及荷載組合數(shù)據(jù)均可圖示化顯示,疲勞計算的結(jié)果可通過三維云圖直觀地顯示。
Fe-Safe對有限元數(shù)據(jù)文件中的單元數(shù)沒有實際限制,在一個有限元模型中可以有多個單元組,每個單元組的單元數(shù)不限,最多可以根據(jù)4096組有限元計算結(jié)果進行疲勞分析。
Fe-Safe可直接讀取CAE軟件的分析結(jié)果文件,讀入節(jié)點應力和節(jié)點溫度等,從材料庫中選取相應的材料,疲勞數(shù)據(jù)即自動定義完畢;對于材料庫中沒有遙材料允許用戶自已定義。壽命計算結(jié)果可用圖型或動畫顯示,對數(shù)壽命、給定壽命下的安全系數(shù)均可以三維云圖的形式直觀地表示。
Fe-Safe采用世界上最先進的疲勞分析技術(shù),是一個功能強大、全面,使用方便的耐久性疲勞分析軟件??蛻舻姆答伇砻?,F(xiàn)e-Safe可給出準確的疲勞點和疲勞壽命預測。因此Fe-Safe是改變了設(shè)計工程師傳統(tǒng)的疲勞分析方法的軟件工具。
引入Fe-Safe作為您設(shè)計流程的一部分,可以優(yōu)化設(shè)計和測試方案,縮短測試時間,減少回收和維修費用,所有這些才可保證您的設(shè)計是第一時間的正確設(shè)計。
Fe-Safe已經(jīng)被廣泛應用在眾多領(lǐng)域內(nèi),包括從空間站、飛機發(fā)動機到汽車、火車;從空調(diào)、洗衣機等家電產(chǎn)品到電子通訊系統(tǒng);從艦船到石化設(shè)備;從內(nèi)燃機、核能、電站設(shè)備到通用機械各個領(lǐng)域。目前世界有超過1000家公司把Fe-Safe作為標準的耐久性分析工具,其中包括CaterPIllar Inc,Cummins lnc,lnternational Truck &Engine Company, Dana Corp ,SFK和Rolls Royce等公司。
Fe-Safe是世界上最先進的疲勞分析軟件,由英國Safe Technology公司開發(fā)和維護。Safe Technology是設(shè)計和開發(fā)耐久性分析軟件的技術(shù)領(lǐng)導者,在軟件開發(fā)過程中,每年投資數(shù)百萬美元用于研發(fā),并進行了大量的材料和實際結(jié)構(gòu)的試驗驗證。
在疲勞分析產(chǎn)品和服務中,F(xiàn)e-Safe是旗艦性的產(chǎn)品,新版本中,引入了過100個功能改進,保持了最高級耐久性分析軟的領(lǐng)軍地位,在分析速度有了顯著的提高,并且添加了很多新特征和一些獨特的功能,使功能更強大;用戶界面的改進,使得Fe-Safe更容易使用。
Fe-Safe由用戶界面、材料數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、疲勞分析程序和信號處理程序組成。
Fe-Safe讀取有限元分析計算出的單位載荷下彈性應力,然后根據(jù)實際載荷工況將結(jié)果比例迭加以產(chǎn)生以產(chǎn)生工作應力時間歷程;也可換算成特定類型載荷作用下的彈塑性應力。
用戶界面
Fe-Safe將節(jié)點的疲勞壽命寫入輸出文件中,如果指定設(shè)計壽命,將計算出各個節(jié)點達到壽命時的安全系數(shù),計算結(jié)果可以三維等值圖顯示,可利用通用有限元分析軟件強大的后處理功能。
生成一個文本文件,包含用戶輸入、分析類型、軟件版本號和結(jié)果摘要。
可對復雜的塊數(shù)據(jù)載荷進行分析,對于每個載荷條件,生成一個載荷的有限元結(jié)果數(shù)據(jù)集的循環(huán)塊。
還可對載荷歷程和序列載荷進行組合使用。
定義載荷文件,其中包含一系列載荷模塊,每一載荷塊又可定義一系列載荷歷程和序列載荷數(shù)據(jù)的組合。而序列載荷數(shù)據(jù)是隨時間變化載荷引起的應力數(shù)據(jù)的化。
可利用應力-壽命曲線、應變-壽命曲線、局部應力-應變分析進行單軸和多軸疲勞分析,有多種平均應力修正,也可采用用戶定義的平均應力修正。
定義載荷時間歷程時,加載文件中的載荷條件可儲存以下格式的文件,以方便地與其他各種軟件進行數(shù)據(jù)交換。準備單通道和多通道載荷歷程,對載荷進行比例縮放,考慮峰/谷而忽略循環(huán)。Fe-Safe軟件可處理多達4096個通道的載荷。
加工和裝配應力的影響
節(jié)點的應力歷程
擠壓
回彈
疲勞載高
壽命分布
(a)不考慮加工過程的影響
(b)考慮加工過程的影響
可考慮蠕變對疲勞的影響(應力應變相應與應變率和瞬時溫度相關(guān))。
?可考慮機加工及裝配應力對結(jié)構(gòu)壽命的影響。
可以針對整個模型,也可針對一組單元進行疲勞分析??煞奖愕貙φ麄€模型或者選擇的區(qū)域進行再設(shè)計和假設(shè)分析,從而觀察從非關(guān)鍵區(qū)域去掉金屬材料的效果,以及增加“熱點”位置的疲勞壽命。
可考慮表面光潔度的影響,幾何變化與缺口敏感性影響以及材料特性變化效應和不同載荷組合歷史的影響。不同的材料數(shù)據(jù)和應力集中系數(shù)可以用于每一個單元組(允許在同一個部件上有機加工面和鍛造面)
Fe-Safe還能進行疲勞失效率的統(tǒng)計分析的。
可根據(jù)指定的設(shè)計壽命,計算出各個節(jié)點將達到設(shè)計壽命的安全系數(shù)。
支持批處理和命令行功能。
提供了方便的工具繪制材料數(shù)據(jù)和載荷歷程。
可計算出在指定壽命下,模型上各部分不會破壞的可能性。
可從模型一系列的載荷中找出對疲勞壽命影響最大的載荷。
根據(jù)載荷情況和材料數(shù)據(jù)自動選擇最合適的疲勞分析方法。
可考慮殘余應力的影響,能利用BS7608標準的應力-壽命數(shù)據(jù)進行焊接結(jié)構(gòu)分析。
由于鑄鐵中石墨的影響,材料拉-壓應力應變相應呈非對稱性,F(xiàn)e-Safe提供專門手段對鑄鐵(包括灰口鐵)進行疲勞分析。
可計算微振磨損疲勞壽命。
可以快速研究高溫疲勞。
結(jié)果輸出
曲軸和連桿:每轉(zhuǎn)動5度計算一次應力
節(jié)點處的應力歷程
FE-safe 獨特的載荷處理方式
Fe-Safe疲勞分析載荷信號處理,可采用雨流計數(shù)法。
Fe-Safe疲勞測試信號可進行峰值分析和頻率分析處理,過濾掉小的載荷循環(huán)。
可根據(jù)功率真普密度數(shù)據(jù)進行振動疲勞分析,不同頻率和幅值的信號可進行疊加。