fe-safe功能介绍-sales[兼容模式]

1、us/fe-safe有限元模型耐性分析内容提要疲劳分析简介fe-safe公司和产品简介 fe-safe主要特征 fe-safe分析自总力例题2疲劳分析简介疲劳分析有限元分析得到应力的结果 面临其他重要的问题-构件的使用时间？-如何优化设计提高使用寿命?零件在服役期间如果出现失效-代价昂贵如果"over-desigrT-造成资源的浪费以及产品过于笨重45有限元结果一 可靠性分析#荷载fe-safeLife contours7Safe technology 公司背景 1987年成立，总部设立在英国它的产品Mfe-safeworks系列的疲劳和耐久性分析软件 Fe-safe是英国政府1,0

2、00,000$资助开发的计算机辅助疲劳设计软件 Safe technology被公认为世界上技术领先地疲劳分析软件供应商，尤其在多轴疲劳分析方面的技术 全球有150多个用户，行业涉及汽车，航空航天，核能，电子，电力Fe-safe9#SCHAEFMERCURY/ Ors ZWaukesharr/JBK<LEdwards LiftbcieriGes MB CMfaureciamctaldyn=ACclBAE SYSTEMSSIMULIA 2008 RoadshowSIEMENS靄 Perkins(5OW©WIHIFreightliner11北京机电Hf究所精密册确卿测brimet

3、Seijing Research Institute Mechanical逊0話磺區园遍站COTolqA疹UnivcrsUyUNIVERSITY(BEIJING UNIVERSITY OF AERONAUTICS & ASTRONAUTICS)i山毬州渤海m份有限公司Sliacidvny Kioihuu vliai Pisivii Cv.» LH.如矽 CHONGQING UNIVERSITY4睡AEROGUNT O E C乐同违车有曲公司CCWGFEWG MOTOR OOMMWY UMITEDHighways DepartmentThe Government of the

4、Hong Kong Special Administrative Regionsiwi KSSyElectronic谨 1 > fl7 HUAIHAI INSTITUTE OF TECHNOLOGY尸.口山国茴车集EBSUBHl牟厂5比 CSR ZIYAH& LOCOMOTIVE WORKS青島科夬Qingdao University of Science & TechnologySIMULIA 2008 Roadshow參屹中国铁道利学研弈院CHIN A ACADEMY OF RAILWAY SCIENCES13#Safe technology 公司产品fe-safeW

5、ortsDataDocumentationSupportServicesSoftwareMaterial Data Archivele-saleWortr Materials DatabaseMWUser ManualTechnicalSupportTrainingVoiutne 1User Manual曲|勵|胸Web sitevCustomer AreaConsultancyTutorialsCase StudiesTechnical NotesFatigue TheoryRefer© ncmManualSignalProcessingReferenceManualSoftwar

6、eUpgradesfe-s»rir Maintenance Subscription ProgrammeMaterial T estingServiceMaterial SearchServiceSo恤8传Development5oftv/areCustomisation17Safe technology 公司产品 Safe-professional-利用有限元分析结果计算疲劳裂纹产生的位置时间，方向，安全系数 -包含材料库-包含safe4f3tigue Safe4fatigue-它是一个疲劳耐久性分析的辅助工具，它分析复杂的荷载信号，从中提 取用和统计于疲劳分析的信息，比如应力的极

7、大/极小值(peak/valley) ,疲劳循坏次数(Rain Flow)。-可以用于windows或者UNIX操作平台上。与多种通用数据采集系统的数 据文件有接口。另外，数据可以通过fesafewors数据采集工具获得。 .txt asc .dac amc sbr.sbm .tab .sm?Fe-safeSafe technology 公司产品 Fe-safe LE-Fesafe LE2003年将正式发布，它与safe-professionalffl同样的疲劳分析 方法，但是有一定的功能限制 Fe-safe/TMF (thermo mechanical fatigue)-高温，时间相关疲劳分

8、析模块，是safe-professiona啲一个可选择组件。-分析温度和应力波动的零件的疲劳寿命例如活塞，或者其他发动机的组件 fe-safe/Rotate-用于加速分析轴对称零件，比如车轮Fe-safefe-safe 用途 fe-safe-是一个强大的，全面的，容易使用的一系列疲劳分析软件-与最流行的有限元分析软件直接的接口-提供一个完全的材料库和灵活多变的载荷谱定义方法，用户可以对材料 模型修改-fe-safe计算下列数据-疲劳裂纹尖的产生位置-疲劳裂纹产生时间-匸作应力安全系数用于快速优化设计-零件的存活概率(probability of survival)"warranty

9、claimn 曲线-计算结果町以竽制成疲劳寿命,应力安全系数,存活概率的云图。这些 图川以用有限元软件的后处理程序绘制，比如ABAQUS/CAE19fe-safe 用途 fe-safe被全世界很多工程技术水平领先的公司选用，分析零件的寿命-不同材料钢，铝，铸铁-不同加工过程机械加工，锻造，铸造-不同工作状态高温，焊接，复朵装配，冲压Fe-safe 特征Fe-safe 特征全面的疲劳分析-使用SN曲线的疲劳分析-使用应变一寿命的疲劳分析-高级，高精度的多轴疲劳分析-铸铁的疲劳-高温疲劳分析，例如活塞-蠕变一疲劳分析Fe-safe 特征16Fe-safe 特征独有的特征-复杂荷载情况的模拟 -软件

10、模拟或者实际测量的单轴或者多轴加载-有限元模型顺序分析包括瞬态分析-使用弹性或者弹塑性有限元分析结果-块加载(Block I oadi ng sped r a)-使用PSD频域荷载 -模拟复杂的实验荷载条件和实验顺序Fe-safe功能介绍Fe-safe功能介绍内容提要- Fe-safe分析流程-有限元模型-零件荷载-材料数据 疲劳分制-高级特征-输出Fe-safe功能介绍19#f、咎Fes af e分析流程S-M1读入有限元模型节点上的应力张量2.应力张量的6个分量乘以荷载的大小3 计算面内主应力的大小4. 从应力结果计算三个主应变5. 对于应变一疲劳分析(例如Brown-Miller),使用

11、多轴循坏塑性模型将弹性的 应力应变转化成弹塑性的应力和应变，如果疲劳分析基于SN省略这个分析O6. 对于基于剪应变或者Brown-Miller分析，在三个可能的平面上(critical plane) 计算剪应变、法向应变、剪应力和法向应力的时间历程。每个平面上的疲劳损伤被分别计算。每个节点上使用Rainflow算法统计疲劳 循坏的次数。疲劳寿命最短的平面将被写入输出文件中。21有限元模型 通常使用弹性的有限元分析结果-因此可以对有限元分析结果进行比例放大和叠加来模拟应力的历史可以分析弹塑性有限元分析结果。分析壳单元或者实体单元的疲劳寿命-两种单元可以混和使用，同时分析-没有单元数量的限制可以连

12、接多种有限元的输出文件进行分析 与其它软件有接口-NASTRAN ANSYS#构件荷载©safe可以分析非常复杂的荷载条件-应用时域的荷载到FEA的结果上（一个时域信号乘以FEA结果）-在FEA模型上的每个节点上进行多种时域荷载的叠加，得到多轴应力张 量。时域信号的数量和长度没有限制-可以对一系列的FEA结果进行疲劳分析。例如：一个瞬态FEA应力结果， 曲柄转动几次，几个分散的荷载条件。23构件荷载-块荷载程序(block loading program) fesafe专有的给定荷载的文件文本格式，容易编制和修改复杂的，系列的荷载条件-高频和低频荷载叠加，有自动的采样率-支持多种格式

13、荷载文件，包括DAC单轴和多轴ASCII, fe-safe的.AMC等N repeats252425构件荷载例题1:简单荷载单位荷载FEA分析2525汽车转向臂25构件荷载2525荷载历史乘以节点上应力张量#27构件荷载例题2:多个荷载两种应力荷载构件荷载例题2:多个荷载第1步单独加载两个单位荷载29构件荷载例题2:多个荷载第2步两种荷载分别乘以荷载的谱线叠加/r材料数据提供全面的材料数据库用户可以扩展和修改材料数据库可以得到材料试验报告 包括& N曲线和应变寿命曲线 可以根据材料参数绘制材料特性曲线高级算法来建立实验数据和材料特性参数的关系31材料数据#全面的材料参数通用参数E, y

14、 ,拉伸极限，压缩极限，温度，分类（钢，铝，钛合金，脆/揉性）comment,汪释循环强度循环硬化或者循环软化参数,AoArv应变一寿命 = 2Nf)b+f(2NfyS-NSN曲线数据厶铸铁参数概率实效参数TMF,蠕变参数BuchSi gma 0. 2Dang VanDang Van极限应力和应力率疲劳分析 应力疲劳：I单轴/多轴疲劳I主应力疲劳IVonMises应力疲劳IBS7608焊缝疲劳IDangVan无限寿命疲劳应变疲劳：I单轴/多轴疲劳I最大主应变疲劳I最大剪切应变疲劳I Brown-Miller组合应变疲劳I铸铁疲劳3233高级特征2疲劳分析可以考虑温度效应给定设计疲劳寿命，fes

15、afe计算每个点上的许用应力因子一 Factor of stress(FOS)可以对整个模型进行疲劳分析，也可以对指定的单元集合进行疲劳分析-提高分析速度在对一个模型进行分析中，不同部分可以使用不同的材料，不同的疲劳算法， 不同的表面光洁度-分析一个装配后的构件，机械加工表面和锻造表面使用不同的光洁系数可以指定FEA模型里面的残余应力弹性或者弹塑性FEA分析结果作为结构的残余应力-例如一个锻压加工成的金属板用户可以改变分析参数进行重复分析批处理分析功能33结果输岀 节点或者单元上的疲劳寿命节点或者单元上的应力安全系数指定寿命条件下的失效概率对荷载的敏感性-荷载对应的疲劳损伤应力历程，循坏统计，

16、极限平面方向(critical plane), nJ靠性因子(reliability factor),以及各种图表(可以用FEA软件后处理程序绘制，也可以用fe-safe绘 制)损伤最严重的单元将被存储下来，用来作进一步的分析35恙涓 le safe (SGI LicensinglHEIFie Edit Visw Mcdiliraton Ampltude Fieguercy Unjawal Fatque FEA Fatque Material Fitenng Generation Tools Window Help .圈迹旧I函I唧肥IStart!1 Q Kyhole-«naly?i

17、-fo safe (SGI Liccnting) Microsoft PowerPoint - cu. I Microsoft X'/ord - Cumrnn?-.駁渥12:#35Open Dola File* gm呂回田9 Open DatabasesFat jie fmir FEAE 口 M ognct-D+U rban. IxtJ 62.5zIR<anae 0rly*-0n -*0 气f M agrct-BU rban. lxl_1 £!£ ruh21.ch2-24S.2914.|98dac E Q(ur21-ch6-248-2914-188 ddc B

18、Tl ngle-ca?e-0p9 dac% O313x(PV+0ri+0+0fUO E)匚15kph-liltorod froni：-125.MAr 15kph-front-1. TXT.1 F :B uHeiworh(LO)A7* 15kph-fronl-2.TXT_1 F B uUcrzvorlh(LO) % 15kph-front-3. TXT_1 F B utteiworth(LO) g 15kphf5l4.TXT_1 F B utteP/vofHLO) 15kph-front-5.TXT_1 F B utteiworlh(LO)$ 卫臥世列凹打oni125. txt_5E 心西 Re

19、sUts ArchiveQj kc>holc_01 RcGulh.doc|J£ Message Log旦炽 一!>區區區l&l&g區云 «e-.b-(±-.b-®-:b-e-e-b-.ih-b- ¥：AL110D46AL2014-T6AL2024-T351AL2024-T4AL5456-H311AL7075-T6BS1471G5083L119BS1493-LM13BS149MM16BS1493-LM25BS149JDC1 IO1 I klO7Loadnq DetailsLoadng. IDSfllx DsafeRe$

20、ull$Archveiun2l -chZ-188.dac:l上J±1面 Upen FE ModelsGrcup ParametersElemert Group |AL (whoh modol)Material.|SiE.1O2Ofrom :|X ProgamFile$fefiafe. 4.12-10kdataF-X Data Sets iSlress aid Strain)E <? 1 STRESS Subcose 1 KEYHOLEI- D irect R ange: 3.75E 4 »o -8 07E 3 t Stecf Rcnge: 4.37E3 to 23II

21、E3 也薩 2 STRESS - Subcase 2 - KEYHOLE G ©阮叩纟】O 1 SET1 (5D5itemc)。2 5ET2(14i:em$)Mo IcmpcioturesHHISKtCutout OptionsOutput FileScale Fackc|dafeRecultAichi'GkeiolI AL - (whob model)pocoooanalysisMethod. I Design Lite . IStart!1 Q Kyhole-«naly?i-fo safe (SGI Liccnting) Microsoft PowerPoint

22、 - cu. I Microsoft X'/ord - Cumrnn?-.駁渥12:3735BIL SI RAIN LIFE ANALYSIS. Method : Biown Millar Mean Stress Cccrcction : Marow.x Range: 247.394 to 2914y Range: -0.518883 to 0.674324Samptes: 406900Rate: 152.625x Marre: Time sec 夕Analyse! Iy Narre: Accel:aTMc: 1 c(9.604x|Chanrel2F;BUterwortHL01.Zf

23、I c Pint wll Ihr-rnnk m cmAfd. i/wirt-lniAicStart!1 Q Kyhole-«naly?i-fo safe (SGI Liccnting) Microsoft PowerPoint - cu. I Microsoft X'/ord - Cumrnn?-.駁渥12:#37f汽（例题1:排气管热应力疲劳分析弹性FEA结果热应力-使用ABAQUS/Standard进行计算 Stepl:装配后的最大主应力#温度：300K曲;MEr z»iKBHnkw：" I II '. J d 4 / / / Wiln *-!

24、. M 上： X )d： M-ll-r .-X'£ > b：G I a丁 1Aicxc：/= : Ff Hi*=:rn:t Ixirr 7n：.,匕；尸*'J EUteWJJ”匸Mi MrQ UtO： J±1±+:2 FEA结果：- Step2:排气管受热膨胀Step2：温度二jrrAf 册N炸*丿K I "«i r*M"TB c i r < m m nil i a f -tw* i 穴 iE；.V小maaramvw蘇"zrrr-M -i 严开/!< zv- I f ”IZ / t- a.心

25、y亠 ill r* rn r i i mr - r i f f nr爲梆3軽测呼 二鸞二:二： 瀏粋:品注= Z I r* CG <rZ. '/ 'f J y «T fc-. AZ* V 八'Ezu=aisrz«M f、£ W/sw塑忙丫圮9EI氏 11口h 和L古妙阻门決HE紳资mt皿it ri I r f WMMMiaMHBmHf rw r >» w>r x、f / -v r r *: : J J 91 .丄. . . L?7 £ U 灯瞪 H 遶Q .VHTIVWKxMMCC斗；4：迅门JbWW-

26、JEGnRi!I叱-H!4C<S9-T5弋#t:7J Jl=u ,r -/-；:£rl.二=SSJfBBW r & TiRi1厶 /丿丿/uaaaa.«. p加!. 印i.n : 1二严卩力 吩： WEV-1 'apW/V 凤苦齐岂iTjg"777 T=犬尸鼻n； 4乞卩Ti-rc jnjny 芝 r r -rr .i ： ；J二 T：-P F?. xi-vr-S >T-：i : .> Llnr-wiiu'iSzz-ii：山-39 FEA结果:- Step2:排气管受热膨胀#Step2:热应力X：ic I»=叮=

27、;* /! P U 55Cj.<2k ! Y ：I i?.5 .r- wL!匸HESSSi喝産专叫、”汽"£卅讥悩VP3: . . -f<*%W*T* -I JT-b* Fk - St 严-XN、/、 I/14TW:jAirr、=1#叮、“' D叫N f£二：匸古：“讥艺穷s « » 1：冋->异、塚：>尸 I 二*T 1 L ¥ C -I < W7/r-rMi VXV«.-KI T：?厶H +-i，-VTL： 4 tFL J 7JiWi/YHNWMffx：MW %-l I I* I J Ai rf-P I.VI A.IV W.PIbT W.«l*w- W M 八、I MHB t SI t I 0""认、丸吉HTC滋诃叮l-H认冷X S AUYHP< E妙削厂赳仇朋t烦L“ 二: 的hd