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。
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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。