Fe-safe疲劳分析功能详细介绍
fe-safe功能介绍-sales [兼容模式]
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fe-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，复杂装配，冲压
fe-safe主要特征
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Fe-safe 特征
• 全面的疲劳分析 –使用S-N曲线的疲劳分析 –使用应变－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－疲劳分析
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Fe-safe 特征
• 独有的特征 –复杂荷载情况的模拟 –软件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 loading spectra) –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
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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 – 疲劳分析 – 高级特征 – 输出
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Fe-safe分析流程
1. 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－疲劳分析(例如Brown-Miller)，使用多轴循环塑性模型将弹性的 应力应变转化成弹塑性的应力和应变，如果疲劳分析基于S-N省略这个分析 步。 6. 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。 7. 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 循环的次数。疲劳寿命最短的平面将被写入输出文件中。
FE-SAFE疲劳分析ABAQUS知识讲解
F E-S A F E疲劳分析A B A Q U SFE-SAFE疲劳分析ABAQUS （上）(2013-11-04 10:18:42)转载▼标签：分类：ABAQUS教育看了看网上关于疲劳分析的实例，发现就那么几个，而且都是ANSYS做的。
我泱泱大国，竟然少人能去做这等利国利民的好事。
本人和同学经过研究和分析，总结出了如何用ABAQUS来进行疲劳分析。
1.运行abaqus模型，计算出结果，得到odb格式的文件。
这个最简单，却往往耗费了最多的时间。
2.将第1步得到的odb文件导入到FESAFE中，步骤：双击FESAFE,出现基本设置后点OK，进入FESAFE页面。
点击File，点击Open Finite Element Modle，如图：找到ABAQUS计算得出的odb格式文件，选中，打开，如图：出现“ODB Pre-Scan”对话框，点击“Yes”，如图：出现“Delete Groups”对话框，意思是是否要删除以前赋予的力的数据，点击“Yes”，如图：出现“Pre-Scan File”对话框，点击"Yes"或"No"均可，如图：出现"Select Datasets To Read"，选择所需要分析的选项，点击"OK"，如图：出现“Loaded FEA Models Properties”对话框，选择你的单位制，点击“OK”，如图：出现“Edit Group List”对话框，点击“Yes”，如图：出现“Select Groups To Analyse”对话框，依次点击下图标注的“1”、“2”、“3”，如图：到此，FESAFE 基本的导入过程已经结束了。
FESAFE疲劳分析 ABAQUS（下）(2013-11-06 09:03:57)转载▼标签：分类：ABAQUS教育正在数据硬盘功率将odb文件导入后就是各项参数的设置了，具体如下：1.在Current FE Models 对话框里有“Datasets”选项，底下是分析步“step”，点开你需要施加力的“increment”，选中应力，如图：2.在“Loaded Data Files”对话框中空白处点击右键，选择“Open Data Files”，如图：3.选择你需要输入力的txt文件，txt文件代表了输入力的方式，注意txt文件不能放到桌面，而是放到其他硬盘里：4.txt文件导入后，在“Loaded Data Files”对话框中多了个txt小菜单，点击其中的曲线图标：再点击左侧的“Loading Settings”：5.清除之前疲劳计算的数据，如图：6.单击“Add...”，选择“A LOAD * dataset”，此时应力已经导入了。
Fe-safe随机疲劳分析方法
1,
1.,
0.
*Output, field
*Node Output
RU, U
*Element Output, directions=YE, FREQUENCY=1
GU,------------------------------------------------------------------------------------输出相应的 GU
Fe-safe 随机疲劳分析方法
Fe-safe 可以根据随机振动应力结果分析结构的疲劳，称之为随机疲劳，这种疲劳的分析方 法可以采用两步实现
第一步，随机振动分析
在 ABAQUS 中，随机振动采用 random response 分析步实现，但 ABAQUS 得 CAE 界面只支持 base motion 的载荷加载方式，这对于很多工况而言是不适用的。不过，采用 inp 关键字的方 式，就可以实现集中力，表面力等多种载荷的加载，其格式为
*END STEP
通过这样的 inp 结构可以计算集中载荷的随机响应，但也有更为简单的方法，即采用 ANSA 进行处理
设置相关性 定义载荷 定义 PSD
定义两个分析步
设置好相关参数，提交计算后得到 odb 文件，直接将 odb 文件读入 fe-safe 中，fe-safe 会直 接读取相应应力并设置好载荷谱。用户只需要设置材料和应力集中因子等参数即可，最终可 获得在随机振动载荷中结构的寿命云图。
步
*RANDOM RESPONSE
0.,
200.,
3
**
** CLOAD
**
*CLOAD, LOAD CASE=1----------------------------------------------------定义一个集中力
FeSafe
基于FEA的疲劳设计流程
整车路谱疲劳分析结果
航空零件疲劳寿命
基于有限元分析的疲劳技术实 现了产品设计→CAE仿真→疲 劳设计→重设计的现代设计研 发流程,使疲劳设计更加高效 快速和经济实用。
FE-SAFE
高级疲劳耐久性分析和信号处理软件
产品特色
■ 疲劳分析技术
● 基于应力应变测试信号的疲劳技术 - 支持工业标准数据文件 - 支持多通道数据输入 - 3应变片测试信号采集和分析处理 - 应力寿命疲劳方法 - 局部应变疲劳方法
● 基于有限元分析的疲劳技术 - 支持弹性或塑性FEA结果 - 单轴应力寿命疲劳 - 单轴局部应变疲劳 - 多轴应力寿命疲劳 - 多轴局部应变疲劳 - 其他高级疲劳 - 支持主流CAE分析软件：ABAQUS (.fil & .odb), ANSYS (.rst), MSC. Nastran (.op2 & .f06), NX Nastran (.op2 & .f06), Pro/Mechanica (ASCII & binary), IDEAS (.unv), ADAMS, .dac, MTS .RPCIII (.rsp), BEASY, FEMSYS, CADFIX, Altair HyperMesh & Optistruct
轮毂疲劳寿命
排气管热疲劳
(A) 热应力循环 (B)热应力分布 (C) 不考虑高温蠕变疲劳寿命 (D) 考虑高温蠕变疲劳寿命 结论：高温蠕变效应使C与D疲劳位置和寿命完全不同
内燃机活塞高温蠕变疲劳
FE-SAFE
MCAE-SAFE-P09
SIMILIA FE-SAFE介绍
一、SIMILIA FE-SAFE介绍Fe-safe 是世界上最先进的高级疲劳耐久性分析软件，是基于有限元模型的疲劳寿命分析软件包。
由英国 Safe Technology 公司开发和维护。
2013年被Dassault Systemes收购，作为达索Simulia品牌下的疲劳耐久性分析软件系统。
Safe Technology是设计和开发耐久性分析软件的技术领导者，在软件开发过程中，进行了大量材料和实际结构件的试验验证。
在多轴疲劳耐久性分析产品和服务中，Fe-safe 是旗舰性的产品。
新版本中，引入了超过100项功能的改进，保持了最高级耐久性分析软件的领军地位，分析速度有了显著的提高，并且添加了很多新特征和一些独特的功能，使功能更强大。
用户界面的改进，使得 Fe-safe 更容易使用。
二、SIMILIA FE-SAFE模块介绍:1. SIMULIA fe-safe(基础疲劳分析包):工业行业给制造商施加越来越大的压力，要求其使用更少的材料，提供轻量级但更强劲的组件，降低维护成本和召回成本，用更少的时间。
许多公司使用先进的有限元分析计算设计压力，但疲劳分析往往仍然通过电子表格分析方式，人工采集的应力。
由于非常容易错过失效位置，这种方式耗时和不可靠的。
实验室中针对原型机的结构组件疲劳测试亦非常的耗时。
如果原型机过早失效，则一种昂贵的、设计-测试-再设计的开放式循环是必要的。
项目时间节点和交付就会延迟。
采用fe-safe作为用户设计过程的集成组件，可以使用户具备:--优化设计，采用更少的材料;--减少产品召回和保修成本;--优化和验证设计和测试项目;--在单一用户界面，提高相关性测试和分析;--减少原型样机测试时间;--缩短分析时间，从而减少人工时间;--增加用户信心，用户产品设计一次性通过测试时间表。
fe-safe帮助用户解决一下问题:(1)结构组件的疲劳寿命;(2)裂纹扩展与否;(3)材料的优化，哪些材料可以保留，哪些额外的材料需要添加;(4)设计的可靠性;(5)哪些载荷引起疲劳损伤;(6)导致疲劳裂纹的原因是什么?fe-safe在交通工具、石油管道、车辆工程、能源、重型机械等各工业行业都有相关的应用，相关案例如:1、某样机后纵臂链接焊点的疲劳分析2、管道架悬挂组件的疲劳分析3、柴油机活塞的疲劳裂纹4、某型增压器扭转隔离器弹簧的疲劳分析2. SIMULIA Fe-safe/Composites(复合材料疲劳分析包)是用来评估复合材料疲劳分析的软件包。
高级疲劳耐久性分析和信号处理软件：FE-Safe介绍
高级疲劳耐久性分析和信号处理软件：FE-Safe 介绍ANSYS FE-SAFE 一直是多轴疲劳分析解决方案的领导者，算法先进，功能全面细致，是世界公认精度最高的疲劳分析软件。
ANSYS FE-SAFE 既支持基于疲劳试验测试应力和应变信号的疲劳分析技术，也支持基于有限元分析计算的疲劳仿真设计技术。
ANSYS FE-SAFE 具有完整的材料库、灵活多变的载荷谱定义方法、实用的疲劳信号采集与分析处理功能以及丰富先进的疲劳算法，完整的输出疲劳结果。
特色功能∙拥有基于应力应变测试信号的疲劳分析技术； ∙支持弹性、塑性，单轴、多轴的应力和局部应变全面疲劳算法； ∙丰富的材料疲劳数据库； ∙支持各种载荷输入文件格式，并对载荷信号进行分析处理； ∙概率疲劳计算载荷与材料服从某种概率分布时，在一定设计寿命下结构的生存概率； ∙可以构造复杂的疲劳载荷谱； ∙生成丰富的疲劳计算结果； ∙界面操作易学易用； ∙ CAE接口：Ansys, Nastran, Abaqus, I-deas, Hypermesh, Pro/E Mechanical。
广州有道科技培训中心 h t t p ://w w w .020f e a .c o m客户价值∙基于有限元分析的疲劳技术，实现了产品设计-CAE 仿真-疲劳设计-重设计的现代设计研发流程,使疲劳设计更加高效快速和经济实用； ∙自带信号分析处理技术使信号去假存真，并进一步提取信号的幅频特性、提取峰值序列、雨流矩阵、PSD 等，可以直接用于疲劳分析； ∙材料库提供了丰富的材料，每种材料都有缺省疲劳算法自动用于疲劳计算，便于本地化和用户化，内置Netscape link 访问国际国内发布的各种疲劳测试报告和相关数据； ∙ ANSYS 作为世界先进的CAE 分析程序，其强大的结构-热-流体-电磁耦合场分析能力，为Fe-safe 提供多种单场或耦合场载荷工况的FEA 结果，确保疲劳计算代表真实工程载荷工况；∙ 疲劳算法能同时考虑各种疲劳影响因素，多轴疲劳算法全球领先，速度快精度高。
FeSafe帮助中文版
FE-Safe软件Verity模块用户手册中文版1.FE-Safe中Verity模块简介1.1 FE-SafeFE-Safe是一套面向有限元模型，功能强大、全面、易于使用的疲劳分析软件。
基于商业有限元软件，FE-Safe 有如下功能：●确定哪里会出现断裂；●什么时候断裂；●工作应力的安全系数（用于快速优化）；●概率疲劳可靠性分析（the ‘warranty claim’ curve）FE-Safe与有限元软件无缝接合，计算结果可以直接输入到有限元软件中，利用前后处理器进行云图显示。
1.2 FE-Safe中的Verity模块Verity是FE-Safe的一个嵌入模块，Verity基于Battelle实验室的结构应力法计算等效结构应力，利用等效结构应力计算疲劳损伤和相应的疲劳寿命。
FE-Safe假定Verity用户已经熟悉FE-Safe环境和基本操作，包括疲劳分析的配置、设置模型不同部分的属性、定义疲劳载荷、运行疲劳分析和输出疲劳分析结果，详见FE-Safe User Manual。
FE-Safe Verity模块特点包括：●支持ABAQUS的fil文件和odb文件，支持NASTRAN的op2文件，支持ANSYS的rst文件。
●自动识别weld line和厚度连接。
●支持多种单元形式，weld line附件的单元可以是三维六面体单元、五面体单元和四面体单元，三维壳元；二维单元（平面应力、平面应变、轴对称单元）；Beam and 1D solid elements may be used in the mesh, but must not be included in the weld element domain that contributes nodal forces to the nodes along the weld line and is used to derive the weld line connectivity。
FE-SAFE疲劳计算软件（16章）
FE-SAFE疲劳计算软件（16章）第一章：FE SAFE概述FE SAFE是一专用疲劳计算处理器，采用先进的单/双轴疲劳算法，允许计算弹性或弹塑性载荷历程，综合多种影响因素（如平均应力、应力集中、缺口敏感性、初始应力、表面光洁度、表面加工性质等），按照累积损伤理论和雨流计数，根据各种应力或应变进行疲劳寿命和耐久性分析，广泛用于各类金属、非金属以及合金材料。
FE SAFE具有丰富的材料数据库，可进行载荷的组合，高级多轴疲劳分析。
可快速研究温度效应、表面打磨影响、切口敏感性、几何变化效应、材料特性变化效应和不同载荷组合历史的影响。
第二章：FE SAFE应用方法利用应力—寿命曲线进行单轴分析—Goodman、Gerber平均应力修正；利用应变—寿命曲线进行单轴分析—Morrow、Smith-Watson-T opper平均应力修正；利用局部应力—应变法进行多轴疲劳分析，可分别考虑最大剪应变（适用于延展性好的材料）、最大正应变（适用于脆性材料）、Brown-Miller组合剪应变及法向应变（适用于绝大多数金属材料），多轴Neuber准则计算循环中构件产生屈服引起的弹塑性应力应变，使用Miner累积损伤理论计算疲劳寿命；利用BS7608标准的应力—寿命数据进行焊接结构疲劳分析；还提供对铸铁专门疲劳分析；第三章：载荷的定义1、载荷的组合方式（1）载荷的一个时间历程可以应用于一组FEA应力。
它能有效地处理弹性应力结果和弹塑性应力结果。
可以迭加多轴加载的时间历程，从而在模型每个位置产生一个应力张量复杂的时间历程；（2）一系列FEA应力，如一般的瞬态分析结果等；（3）上述两项的组合；（4）常幅值循环块组成的块数据载荷的分析。
2、载荷数据文件格式支持的数据文件格式：标准的二进制DAC文件（*.dac）；多通道AMC文件（*.amc）；ASCII单、多通道数据文件（*.txt，*.asc）；3、载荷历程在疲劳分析中，应用较多的是常幅值载荷历程，即：有限元数据集中每个应力张量×常幅时间历程循环。
fe-safe疲劳软件介绍
fe-safe™致力于搭建起现代疲劳分析技术与企业研发设计人员之间的桥梁23RedesignDesignFEAABAQUS, ANSYS I-DEAS,NASTRAN, Pro/EresultsLife contoursStresses at morethan 1 million pointsresultsRedesignLifecontoursLives at morethan 1 millionpoints4resultsRedesignLifecontours5fe-safe不仅识别出裂纹位置，同时预测出裂纹萌生寿命fe-safe 不仅仅是基于FEA的疲劳耐久性分析软件…6达到目标寿命结构应力应该如何调节用于确78•Dang Van 图结果数据…•每一个节点最大应力值•最大应力/屈服应力•最大应力/ 拉伸强度•Haigh 图，Smith 图•应力分量，主应力，主应变时间历程…fe-safe™加载方式910111213fe-safe™加载方式8.复杂载荷序列用于模拟试验样机测试过程无载荷块（blocks）个数限制14fe-safe™加载方式9.其他加载考虑残余应力高、低频载荷的叠加断续接触条件旋转对称结构15fe-safe™概率计算16fe-safe™概率计算•目标寿命的失效概率。
•失效概率与可靠性。
•每个目标寿命下的失效概率云图和存活率云图•载荷遵循Gaussian分布。
•材料强度遵循Weibull分布。
17给定寿命下，载荷正态分布与材料Weibull分布的交集即结构的失效概率。
1819铸铁疲劳202122铸铁模块考虑…•不对称应力-应变响应•损伤的非线性累积•(需要额外的材料属性)23实测应变片数据多轴疲劳分析242526fe-safe计算并输出指定节点应力应变数据•fe-safe使用有限元模型进行分析的同时，用户可以指定特定节点的应变输出，用于模拟实际应变片的输出。
•对于该节点，同时可以指定应变输出的方向。
FE-Safe在某车架垂直弯曲疲劳分析中的应用
FE-Safe在某车架垂直弯曲疲劳分析中的应用本文利用安世亚太公司的疲劳分析软件FE-Safe对某车架结构的垂直弯曲疲劳进行了分析计算，再现了该车架在垂直弯曲疲劳试验中出现的问题，提出解决方案。
同时利用试验结果进行对比校核，验证了本文分析的可信度。
1 前言产品的疲劳寿命是现代设计的一个重要指标。
随着市场竞争的日趋激烈，产品的寿命对用户来说显得愈来愈重要。
与传统的静强度设计方法相比，疲劳寿命设计需要了解产品的使用环境，应用现代疲劳理论，并结合试验验证，以确保所需要的设计寿命。
目前，在产品设计中已大量使用计算机仿真技术，其中的有限元法已经成为一种不可缺少的分析工具。
根据有限元获得的应力应变结果进行进一步的疲劳寿命设计已经在一些重要的工业领域（如汽车、航空航天和机器制造等）得到广泛应用。
与基于试验的传统方法相比，有限元疲劳仿真能够提供零部件表面的疲劳寿命分布，可以在设计阶段判断零部件的疲劳寿命薄弱位置，通过修改设计可以预先避免不合理的寿命分布。
因此，它能够减少试验样机的数量，缩短产品的开发周期，进而降低开发成本，提高市场竞争力。
本文利用安世亚太公司的疲劳分析软件FE-Safe对某车架结构的垂直弯曲疲劳进行了分析计算，再现了该车架在垂直弯曲疲劳试验中出现的问题，提出解决方案。
同时利用试验结果进行对比校核，验证了本文分析的可信度。
2 车架有限元模型的建立根据车架垂直弯曲疲劳分析与试验的公司内标准，建立光车架有限元分析模型。
2.1 结构离散化根据车架结构的特点，用薄板单元对其进行有限元网格划分，部分铸件用实体单元模拟，螺栓和铆钉连接用刚性元结合梁元来模拟。
有限元模型共划分单元约16万个，节点约12万个。
图2-1为车架有限元网格模型图。
图2-1 车架有限元网格模型图2.2 材料参数车架材料为DFL590，计算时取弹性模量E=210Gpa，泊凇比μ=0.3，UPS=345Mpa。
材料的S-N曲线如图2-2所示。
Fe-safe随机疲劳分析方法
*END STEP
通过这样的 inp 结构可以计算集中载荷的随机响应，但也有更为简单的方法，即采用 ANSA 进行处理
设置相关性 定义载荷 定义 PSD
定义两个分析步
设置好相关参数，提交计算后得到 odb 文件，直接将 odb 文件读入 fe-safe 中，fe-safe 会直 接读取相应应力并设置好载荷谱。用户只需要设置材料和应力集中因子等参数即可，最终可 获得在随机振动载荷中结构的寿命云图。
*MODAL FILE, FREQUENCY=0
*OUTPUT, HISTORY
*MODAL OUTPUT, VARIABLE=ALL
*END STEP
**
** STEP 2
**
*STEP, NAME= STEP 2, PERTURBATION-----------------------------------第二个分析步为随机响应分析
** PSD-DEFINITION ------------------------在 step 之前定义 PSD
**
*PSD-DEFINITION, NAME=psd, TYPE=FORCE
1.,
0.,
130.
4.,
0.,
180.
6.,
0.,
195.
**
**STEP
*STEP, NAME=STEP1, PERTURBATION-------------------------第一个分析步为频率提取分析步
Fe-safe 随机疲劳分析方法
Fe-safe 可以根据随机振动应力结果分析结构的疲劳，称之为随机疲劳，这种疲劳的分析方 法可以采用两步实现
第一步，随机振动分析
在 ABAQUS 中，随机振动采用 random response 分析步实现，但 ABAQUS 得 CAE 界面只支持 base motion 的载荷加载方式，这对于很多工况而言是不适用的。不过，采用 inp 关键字的方 式，就可以实现集中力，表面力等多种载荷的加载，其格式为
基于ANSYS_FE_SAFE的无人机复合材料机翼疲劳分析
玻璃钢/复合材料FRP /C M 2009.No .6基于2的无人机复合材料机翼疲劳分析姜年朝,谢勤伟,戴 勇,张志清(南京模拟技术研究所,江苏南京210016)摘要:计算了某无人机复合材料机翼的静强度,使用局部应力2应变疲劳分析理论,基于正弦载荷激励,按照累积损伤理论和雨流计数法则,应用ANSYS/FE 2S AFE 软件,分析了此无人机机翼的疲劳寿命,为复合材料机翼疲劳分析提供了新的分析途径。
关键词:无人机;复合材料机翼;ANSYS/FE 2S AFE;疲劳分析中图分类号:V214.8 文献标识码:A 文章编号:1003-0999(2009)06-0003-03收稿日期:2008209207本文作者还有王克选,宋军和李湘萍。
作者简介:姜年朝(19722),男,高级工程师,博士,研究方向为复合材料结构设计及飞机强度分析。
1 前 言机翼不仅可以使无人机产生升力,而且还能够使无人机具有横侧稳定性和操作性。
因此,机翼是无人机重要的结构部件[1]。
机翼固定在无人机机身,受到弯曲和扭转共同作用的交变应力[1],因此,机翼及其与机身接头部位是无人机结构的疲劳薄弱部位,在循环载荷作用下会产生疲劳裂纹。
由于疲劳破坏具有突然性和不易察觉的特点[2],在使用期间机翼容易发生突然性的疲劳破坏事故。
因此,必须对机翼进行疲劳破坏分析,准确估计其疲劳寿命。
机翼疲劳分析涉及因素较多,问题复杂,不仅要进行疲劳载荷谱研究,而且还要对机翼整体与局部应力进行分析。
所以,普遍适用的机翼疲劳寿命计算方法或具有解析式的计算方法很难找到。
本文通过对某无人机复合材料机翼进行静力分析,使用局部应力2应变疲劳分析理论,基于正弦载荷激励,按照累积损伤理论和雨流计数法则,应用ANSYS/FE 2S AFE 软件,分析了此型号机翼的疲劳寿命。
2 复合材料机翼静强度分析典型无人机复合材料机翼由翼梁、翼墙、长桁、翼肋和蒙皮等组成,结构如图1所示。
翼梁、翼墙主要承担机翼各种载荷引起的大部分弯矩和剪力,是机翼结构的主要承力件;长桁是机翼蒙皮下的纵向件,主要用来抵抗机翼弯曲变形和支持蒙皮以提高蒙皮受压的稳定性;翼肋主要用来保持机翼截面形状,支持蒙皮、长桁,以提高蒙皮、长桁的受压稳定性,部分加强翼肋还可传递扭矩;蒙皮用来构成机翼外形和承受局部空气动力,部分蒙皮还要承受较大的弯矩和扭矩[3]。
Fe-safe Verity焊缝疲劳分析概要
Fe-safe Verity焊缝疲劳分析一. Verity焊缝疲劳分析的必要性焊接连接是工业领域上非常常见的结构连接方式，在结构设计中具有非常重要的地位，因此焊接的结构强度和疲劳强度都非常重要。
一般情况下，平板焊接钢结构焊缝的屈服强度和抗拉强度都不低于其母材，但是焊缝的疲劳强度却远远低于母材的疲劳强度，焊缝失效的主要形式为疲劳，所以焊缝疲劳强度分析十分必要。
焊缝的抗疲劳性能很大程度上取决于焊缝的宏观和微观几何形状，影响焊缝疲劳强度得因素很多，比如动态应力，平均应力，焊接残余应力等。
传统的焊接疲劳分析方法是通过有限元分析软件来计算焊缝处的应力，然后根据焊接结构的不同类型定义应力寿命S-N曲线来计算焊缝的疲劳寿命。
一般来说，有限元网格的大小直接影响仿真分析的结构应力结果，特别在应力集中位置（焊接位置通常有应力集中），其影响更大，因此传统焊接疲劳分析方法无法准确预测焊缝处的疲劳寿命。
2006年最新版本的Fe-safe引入了一个全新的“Verity”模块，可以很好地解决上述问题。
该模块的核心技术来源于美国著名的科技研发公司Battelle的JIP（Joint Industry Project）项目研究成果，该研究成果“Mesh-insensitive Structural Stress Method”是在通用有限元分析程序计算结果基础上，针对板壳、实体等结构连接形式，专门开发计算等效Structural Stress的程序，使得最后的应力计算结果不具有网格敏感性，即在不同网格尺寸下都能获得精确一致的疲劳仿真结果。
二. Verity焊缝分析介绍Verity的等效结构应力法是一种新型焊接结构疲劳寿命预测技术, 可广泛应用于不同工业领域的各类形式焊接承载部件的焊趾疲劳分析, 如压力容器、管道、海上平台、船舶、地面车辆等结构的管件及平板焊接接头。
该方法主要基于以下2项关键技术:1.考虑焊趾部位的结构应力集中效应, 应用改进线性化法或节点力法分析其结构应力(即热点应力) , 确保计算结果对有限单元类型、网格形状及尺寸均不敏感, 从而有效区分不同接头类型的焊趾结构应力集中情形。
fe-safe疲劳分析流程
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fesafe疲劳分析实例-安世亚太
• 材料疲劳参数定义
• 疲劳计算 • 疲劳计算结果查看
有限元计算
1、启动ANSYS软件
2、指定工作目录 、文件名
3、运行软件
有限元计算
1、启动ANSYS软件
2、指定工作目录 、文件名
3、运行软件
有限元计算
4、读ANSYS命令文件
5、在工作目录找到命令 文件后，点击OK确定
有限元计算
6、计算完毕后，确认载 荷、边界条件 1）菜单 2）/PBC设置
4、设置1e7为规定寿命。 点击OK按钮。 5、点击Analyse按钮。开始计算
疲劳计算
6、点击Continue按钮
寿命值
FOS值
7、计算完毕预览结果
疲劳计算
8、疲劳计算结果表示方式
SX：对数寿命值
SY：FOS值
9、最后，可以关闭log文件。
摘 要
• 有限元计算
• 有限元结果读入
• 疲劳载荷定义
• 疲劳计算 • 疲劳计算结果查看工作界面
2、调入有限元结果
3、选中有限元结果文 件，点击打开按钮
有限元结果读入
4、若有该信息， 点击YES按钮
5、点击预览：YES
6、线性分析时，只读 入应力、OK
有限元结果读入
6、确认有限元文件 的单位制，点击OK 按钮，读入结果文件
疲劳计算结果查看
4、FOS值（SY）
FOS值为0.848，即疲劳载荷历程 系数应该定义为0.848、-0.848 、0.848时，疲劳寿命才为1E7
Congratulations ！
您已完成了一个完整的 疲劳计算分析流程！
THKS!
6、选中添加的数据集，右击 选择Add User Loading
fesafe随机振动载荷谱
fesafe随机振动载荷谱
FESafe是一种用于疲劳分析和寿命预测的软件工具，它可以帮助工程师评估和优化产品的耐久性。
在FESafe中，随机振动载荷谱是一种用于描述结构在实际工作条件下受到的随机振动载荷的数学表示。
随机振动载荷谱是通过对实际工作条件下的振动数据进行采集和分析得到的。
它包含了振动信号在不同频率下的振幅和相位信息，用于表示振动的强度和特性。
随机振动载荷谱可以用于模拟和预测结构在实际工作条件下的振动响应，从而评估结构的疲劳寿命。
在FESafe中，可以通过导入实际振动数据或者使用内置的随机振动载荷谱生成工具来创建随机振动载荷谱。
然后，可以将这个载荷谱应用于结构模型，进行疲劳分析和寿命预测。
FESafe可以计算出结构在给定载荷谱下的应力、应变和疲劳寿命等关键参数，并提供可视化的结果和分析报告。
随机振动载荷谱在工程实践中广泛应用于各种领域，如航空航天、汽车、船舶、机械设备等。
它可以帮助工程师更准确地评估和预测产品的寿命，从而指导设计优化和维护决策。
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Fe-safe疲劳分析功能详细介绍
Fe-safe疲劳分析功能详细介绍SIMULIA FE-SAFE可定义载荷时间历程，用于处理一组有限元分析结果。
SIMULIA FE-SAFE能有效处理FEA分析的弹性应力结果和弹塑性应力结果，可组合多个载荷的时间历程。
迭加多轴加载的时间历程，从而在模型的每个位置上都产生各个应力张量的复杂的时间历程。
SIMULIA FE-SAFE可进行序列工况的疲劳分析，数据集序列可以是一个瞬态分析的结果，也可以通过一系列离散事件来生成。
如对发动机曲轴不同转角下的多个求解结果进行疲劳分析。
SIMULIA FE-SAFE可对复杂的块数据载荷进行分析，对于每个载荷条件，生成载荷的有限元结果数据集循环块。
SIMULIA FE-SAFE 可对载荷历程和序列载荷进行组合使用。
SIMULIA FE-SAFE可定义载荷文件，其中可包含一系列载荷块，每一载荷块又可定义一系列的载荷历程或序列载荷数据的组合。
序列载荷数据是由于结构承受随时间变化载荷而引起的应力变化数据。
SIMULIA FE-SAFE可利用应力-寿命曲线、应变-寿命曲线，并可使用局部应力-应变法进行单轴和多轴疲劳分析。
同时可以使用多种平均应力修正方法，也可采用用户定义的平均应力修正。
具有很强的基于局部应力－应变技术的高级多轴疲劳分析功能，自动识别疲劳“热点”；对于运动部件，可针对给定的设计寿命，给出三维安全系数云图，显示疲劳寿命的设计余量。
多轴Neuber准则用来计算循环中构件产生屈服引起的弹塑性应力应变。
对于应力历程中的每一事件，利用材料记忆算法重新计算双轴条件下的循环应力－应变曲线。
对多向载荷，在载荷历程上节点的主应力方向不断变化，因而临界平面的法向也在不断变化，在每个面上，剪切应变或正应变都采用雨流计数法，计算每个循环的疲劳损伤，使用Miner准则来计算节点的疲劳寿命，所有面上的最短疲劳寿命作为节点的疲劳寿命。
⏹利用应力－寿命曲线进行单轴分析－Goodman、Gerber平均应力修正。
Fe-safe 专业疲劳寿命分析软件
Fe-Safe 采用世界上最先进的疲劳分析技术，是—款拥有丰富疲劳损伤算法、拥有更全面的材料库，并且操作简便的祔久性疲劳分析软件。
由于Fe-safe 疲劳算法基于海量的工程实践，另外客户的反馈也表明，Fe-Safe 可给出准确的疲劳点和疲劳寿命预测。
与传统疲劳计算方法不同，Fe-safe 能够敏锐的计算出相同当量的载荷由于加载顺序不同对结构疲劳寿命的影响，另外Fe-safe 包含复杂的多轴疲劳算法精确计算出疲劳破坏最先发生的位置往往不是最大主应力所在位置。
因此，Fe-safe 提供了不同于传统的疲劳分析方法的最新疲劳寿命计算解决方案。
Fe-safe 最大的特点：1、功能最全面--全球疲劳分析技术领导者，疲劳分析功能全面，包含多种疲劳分析模块；2、计算准确度高--基于高级多轴应变算法，据大量客户反馈：计算结果同实验高度—致；3、计算效率高--支持分布式并行计算，支持多核并行，大大提高计算效率；4、易用性和可扩展性--操作界面简单应用，上手极快，同时能够基于宏脚本进行界面定制以及仿真自动化功能开发。
全面的疲劳分析- 使用S-N 曲线的疲劳分析- 使用应变－寿命的疲劳分析- 高级，高精度的多轴疲劳分析- 橡胶材料疲劳分析- 高分子材料疲劳分析- 焊缝、点焊疲劳分析- 铸铁的疲劳- 高温疲劳分析，例如活塞- 蠕变－疲劳分析独有的特征- 复杂荷载情况的模拟- 复杂表面处理方法- 疲劳参数近似方法- 软件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 loading spectra)- 使用PSD 频域荷载- 模拟复杂的实验荷载条件和实验顺序了解更多，点击官网链接。
Fe-safe振动疲劳解决方案
Fe-safe振动疲劳解决方案SIMULIA/FE-SAFE一直是多轴疲劳分析解决方案的领导者，算法先进，功能全面细致，是世界公认精度最高的疲劳分析软件。
在产品设计阶段使用SIMULIA FE-SAFE，可在物理样机制造之间进行疲劳分析和优化设计，真实的预测产品的寿命，实现等寿命周期设计。
设计阶段的耐久向分析可以显著缩短产品推向市场的时间、提高产品可靠性，极大地降低制造物理样机和进行耐久性试验所带来的巨额研发费用。
SIMULIA /FE-SAFE耐久性分析技术客观反应于空间站、飞机发动机到汽车、火车；从空调、洗衣机等家电产品到电子通讯系统；从舰船到石化设备；从内燃机、核能、电站设备到通用机械等各个领域。
基于有限元分析的疲劳技术，实现了产品设计→CAE仿真→疲劳设计→重设计的现代设计研发流程，使疲劳设计更加高效快速和经济实用。
SIMULIA/FE-SAFE具有完整的材料库、灵活多变的载荷谱定义方法、实用的疲劳信号采集与分析处理功能以及丰富先进的疲劳算法，完整的输出疲劳结果。
此外，针对不同的工况和行业，还有丰富的产品和功能模块，包括通用疲劳耐久性分析模块Fe-safe™、复合材料疲劳分析模块Fe-safe/Composite™、旋转对称机械疲劳分析模块Fe-safe/Rotate™、橡胶材料疲劳分析模块Fe-safe/Rubber™、热-机械疲劳分析模块Fe-safe/TMF™、原位加载实测分析模块Fe-safe/Ture-Load™、疲劳与蠕变疲劳交互分析模块Fe-safe/TURBOlife™、疲劳分析和信号处理模块Safe4fatigue、焊接接头疲劳分析模块Verity in Fe-safe。
针对工程上存在很多的振动疲劳问题，可以在通用模块Fe-safe TM得到很好的解决。
下面详细介绍振动疲劳解决方案，图1为本次介绍所用例子。
图1 使用示例-支架因为Fe-safe是基于有限元的疲劳分析软件，所以振动疲劳也是基于有限元的。
基于ansys_FE_SAFE的模具联接螺栓疲劳仿真分析
第1期(总第146期)2008年2月机械工程与自动化M ECHAN I CAL EN G I N EER I N G & AU TOM A T I ON N o 11Feb 1文章编号:167226413(2008)0120023203基于AN SYS FE -SA FE 的模具联接螺栓疲劳仿真分析张 逊,姜年朝(南京模拟技术研究所,江苏 南京 210016)摘要:分析了预紧力和热应力对模具联接螺栓强度的影响。
结果表明,模具联接螺栓的应力远远低于材料的强度极限,但在固化过程中,模具联接螺栓经常会出现断裂现象。
应用AN SYS FE -SA FE 软件,对螺栓进行疲劳分析,计算了螺栓的使用寿命,揭示了模具联接螺栓断裂的根本原因。
关键词:螺栓;疲劳分析;AN SYS FE -SA FE 中图分类号:TH 131∶T P 39119 文献标识码:A收稿日期:2007205209;修回日期:2007210225作者简介:张逊(19722),男,江苏宜兴人,高级工程师,硕士,主要从事发动机及结构设计。
0 引言模压成形中,通常用螺栓联接上、下模具,这种联接形式的特点是螺栓对上、下模具施加了预紧力,在模具和螺栓上形成了预应力。
在中温或高温固化过程中,这种预应力一直存在,并和温度应力共同作用于模具联接螺栓。
这种复合应力随模具固化过程而呈现出交变的特点,从而引起螺栓疲劳变形甚至拉断。
由于螺栓影响模具合模缝的大小,从而直接影响产品的外形及尺寸,因此,在生产过程中,要精确控制模具联接螺栓的变形。
AN SYS FE -SA FE 是基于AN SYS 软件的专用疲劳分析模块,它的前、后处理器都依赖于AN SYS 软件,它本身只是一个计算器。
AN SYS FE -SA FE 模块使用局部应力-应变法进行单轴和多轴疲劳分析,同时可以使用多种平均应力修正方法,也可采用用户定义的平均应力修正[1]。
本文利用AN SYS FE -SA FE 模块很强的疲劳计算功能和材料适应性,对模具联接螺栓进行疲劳仿真分析#1 ANS Y S FE -SAFE 分析理论和步骤111 AN SYS FE -SA FE 的应力应变计算通常疲劳损伤是由材料的塑性变形引起的,当应力集中部位进入塑性状态时,应力应变关系为非线性。
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Fe-safe疲劳分析功能详细介绍
SIMULIA FE-SAFE可定义载荷时间历程，用于处理一组有限元分析结果。
SIMULIA FE-SAFE能有效处理FEA分析的弹性应力结果和弹塑性应力结果，可组合多个载荷的时间历程。
迭加多轴加载的时间历程，从而在模型的每个位置上都产生各个应力张量的复杂的时间历程。
SIMULIA FE-SAFE可进行序列工况的疲劳分析，数据集序列可以是一个瞬态分析的结果，也可以通过一系列离散事件来生成。
如对发动机曲轴不同转角下的多个求解结果进行疲劳分析。
SIMULIA FE-SAFE可对复杂的块数据载荷进行分析，对于每个载荷条件，生成载荷的有限元结果数据集循环块。
SIMULIA FE-SAFE 可对载荷历程和序列载荷进行组合使用。
SIMULIA FE-SAFE可定义载荷文件，其中可包含一系列载荷块，每一载荷块又可定义一系列的载荷历程或序列载荷数据的组合。
序列载荷数据是由于结构承受随时间变化载荷而引起的应力变化数据。
SIMULIA FE-SAFE可利用应力-寿命曲线、应变-寿命曲线，并可使用局部应力-应变法进行单轴和多轴疲劳分析。
同时可以使用多种平均应力修正方法，也可采用用户定义的平均应力修正。
具有很强的基于局部应力－应变技术的高级多轴疲劳分析功能，自动识别疲劳“热点”；对于运动部件，可针对给定的设计寿命，给出三维安全系数云图，显示疲劳寿命的设计余量。
多轴Neuber准则用来计算循环中构件产生屈服引起的弹塑性应力应变。
对于应力历程中的每一事件，利用材料记忆算法重新计算双轴条件下的循环应力－应变曲线。
对多向载荷，在载荷历程上节点的主应力方向不断变化，因而临界平面的法向也在不断变化，在每个面上，剪切应变或正应变都采用雨流计数法，计算每个循环的疲劳损伤，使用Miner准则来计算节点的疲劳寿命，所有面上的最短疲劳寿命作为节点的疲劳寿命。
⏹利用应力－寿命曲线进行单轴分析－Goodman、Gerber平均应力修正。
⏹利用应变－寿命曲线进行单轴分析－Morrow、Smith-Watson-T opper平均应力修正。
⏹利用局部应力－应变法进行多轴疲劳分析，可分别考虑最大剪应变（适用于延展性好的材料）、最大正应变（适用于脆性材料）、Brown-Miller组合剪应变
及法向应变（适用于绝大多数金属材料）等。
⏹在加载过程中当一个节点的主应力方向改变时，就使用临界平面法。
对剪应变和Brown-Miller准则，使用θ＝90°的平面和θ＝45°的平面，每个平面以10°的间隔从φ＝0°旋转到φ＝180°扫描。
对于正应变准则，使用θ＝90°的平面，以10°的间隔从φ＝0°旋转到φ＝180°扫描。
定义载荷时间历程时，加载文件中的载荷条件可存储为以下格式的文件，以方便地与其它各种软件进行数据交换。
准备单通道和多通道载荷历程，对载荷进行比例缩放，考虑峰/谷而忽略循环。
SIMULIA FE-SAFE 可处理多达4096个通道的载荷。
⏹单通道dac格式的二进制文件；
⏹多通道amc格式的二进制文件；
⏹单通道和多通道的组合asc或txt文件；
⏹Servotest 二进制'.SBF'文件；
⏹Snap-Master 二进制'.SM'文件；
⏹单列ASCII文件；
⏹多列ASCII文件。
SIMULIA FE-SAFE中疲劳分析载荷信号
处理，可采用雨流计数法。
SIMULIA FE-SAFE中疲劳测试信号可进行幅值分析和频率分析处理。
过滤掉小的载荷循环。
SIMULIA FE-SAFE可根据功率谱密度数据进行振动疲劳分析，不同频率和幅值的信号可进行叠加。
SIMULIA FE-SAFE可考虑冲压、拉延引起的残余应力对疲劳寿命的影响，能利用BS7608标准的应力－寿命数据进行焊接结构疲劳分析。
SIMULIA FE-SAFE可考虑蠕变对疲劳的影响（应力应变响应与应变率和瞬时温度相关）。
由于铸铁中石墨的影响，材料拉－压应力应变呈非对称性，SIMULIA FE-SAFE提供专门手段对铸铁（包括灰口铁）进行疲劳分析。
SIMULIA FE-SAFE可计算微振磨损疲劳寿命。
SIMULIA FE-SAFE可以快速研究高温疲劳。
SIMULIA FE－SAFE可以考虑机加工及装配应力对结构寿命的影响。
SIMULIA FE-SAFE可以针对整个模型，也可以针对一组单元进行疲劳分析。
可方便地对整个模型或者选择的区域进行再设计和假设分析，从而观察从非关键
区域去掉金属材料的效果，以及增加“热点”位置的疲劳寿命。
SIMULIA FE-SAFE可考虑构件表面光洁度影响、几何外形变化与缺口敏感性影响以及材料特性变化效应和不同载荷组合历史的影响。
不同的材料数据和应力集中系数可以用于每一个单元组（允许在同一个部件上有机加工面和锻造面）。
SIMULIA FE-SAFE可进行疲劳失效率的
统计分析。
SIMULIA FE-SAFE可根据指定的设计寿命，计算出各个节点相对于设计寿命的安全系数。
SIMULIA FE-SAFE支持批处理和命令行功能。
SIMULIA FE-SAFE还提供了方便的显示功能绘制材料数据和载荷历程。
SIMULIA FE-SAFE可计算出在指定寿命下，模型上各部分不会破坏的可能性。
SIMULIA FE-SAFE可从模型上一系列的载荷中找出对疲劳寿命影响最大的载荷及载荷方向。
SIMULIA FE-SAFE根据载荷情况和材料数据自动选择最合适的疲劳分析方法。