Fe-safe随机疲劳分析方法
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
使用abaqus.odb文件在Fe-safe中进行疲劳分析
使用abaqus.odb文件在Fe-safe中进行疲劳分析简介疲劳是金属材料的一种常见的力学失效形式，具有许多实际应用，包括机械、电子、航空和汽车工业等。
为了预测材料在不同载荷循环次数下的性能，需要进行疲劳分析。
本文将介绍如何使用Fe-safe软件中的abaqus.odb文件进行疲劳分析。
什么是abaqus.odb文件？abaqus.odb文件是ABAQUS求解器输出的结果文件，主要包含了ABAQUS模拟运行期间的所有结果信息。
它记录了模拟过程中的位移、应力、应变等物理量，并且可以通过后处理软件进行数据的分析和可视化。
因此，abaqus.odb文件是进行疲劳分析的重要数据来源。
Fe-safe简介Fe-safe软件是实现金属材料疲劳分析的专业工具，它可以预测金属材料受到不同载荷循环次数的损伤和疲劳寿命。
Fe-safe使用先进的算法，将位移、应力、应变等物理量与材料疲劳特性相结合，提供高度精确的材料疲劳寿命预测。
将abaqus.odb文件导入Fe-safe在进行abaqus.odb文件的疲劳分析之前，我们需要将abaqus.odb文件导入Fe-safe软件中。
下面是具体的步骤：1.打开Fe-safe软件，在主菜单中选择“Import –> From ABAQUS ODB”。
2.在弹出的对话框中，选择要导入的abaqus.odb文件。
3.配置导入选项，包括变量、节点、元素和加载等参数。
4.点击“导入”按钮，等待文件导入完成。
5.在“材料”面板中选择要分析的材料类型，并设置材料特性参数。
6.在“载荷”面板中定义载荷历程，并设置载荷参数。
7.在“分析”面板中设置分析类型（是疲劳寿命预测还是损伤预测）、分析结果类型等参数。
8.点击“运行”按钮，开始进行疲劳分析。
疲劳分析结果可视化在进行疲劳分析之后，我们需要对结果进行可视化，以便更好地理解和分析。
Fe-safe提供了多种可视化方法，包括：周期疲劳分析周期疲劳分析可以显示材料在不同载荷循环次数下的应力和应变等物理量。
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使用Abaqus的ODB文件进行疲劳运算
FE-SAFE使用Abaqus的ODB文件进行疲劳运算（二）在上一篇博文《FE-SAFE使用Abaqus的fil文件进行疲劳运算》中，已经对于FE-SAFE的运算流程简单进行了介绍。
本文将通过一个实例（Tutorial 106），介绍使用Abaqus的ODB文件进行疲劳运算的过程。
由于两者有很多相似的操作，本实例有些省略的部分，请参照上篇文章。
准备阶段：本算例导入的有限元模型文件是keyhole612.odb（fe-safe自带）。
这个最好是根据用户电脑中ABAQUS版本来进行选择。
接着弹出的Select Datasets to Read 窗口中，选择如图，Apply 确定。
Loaded FEA Models Proterties，用户可以在这个对话框设置分析的单位。
导入有限元模型本算例是双轴疲劳分析问题，使用Scale（区别于前文）加载进行疲劳分析。
同时使用在疲劳计算过程中引入FOS因子，计算初步得到的寿命会跟设定的设计寿命进行比较：如果计算寿命低于设计寿命，则每个节点的弹性应力就会已比1小的数值进行缩放；如果计算寿命高于设计寿命，则每个节点的弹性应力就会已比1大的数值进行缩放。
接下来是疲劳分析的设置步骤：Step1 定义加载本例子中我们用Scale的加载方式。
在Fatigue from FEA对话框，选择Loading Settings标签，右键点击选择Clear all loadings，先进行清理；在Current FE Models窗口中，分别选中第一个数据集Unit Y Load：Dataset 1：(1.1)S：Stress和第二个数据集Unit XLoad：Dataset 2：(2.1)S：Stress，在Fatigue from FEA对话框，选择Loading Settings标签下，点击Add，Dataset；右键点击Add后的模型树，点击Scale，输入10000。
这样就完成了加载。
FE-SAFE使用Abaqus的fil文件进行疲劳运算(一)
FE-SAFE使用Abaqus的fil文件进行疲劳运算（一）(2014-09-16 14:56:19)转载▼标签：杂谈FE-SAFE是一款高级疲劳耐久性分析和信号处理的软件，它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之一。
本文将通过一个实例（Tutorial 105），介绍使用Abaqus的fil文件进行疲劳运算的过程。
准备阶段：启动fe-safe之后，首先需要设置工作目录。
同时，我们需要对上次所留下的数据进行清理，点击Tools >>Clear Data and Settings…，选中所有的选项，点击OK，数据清理完成。
接下来导入有限元模型，本算例选用在下拉菜单File/ Open Finite Element Model …导入keyhole.fil （fe-safe自带）。
接着弹出Loaded FEA Models Proterties，用户可以在这个对话框设置分析的单位。
本算例是双轴疲劳分析问题，使用Scale和Combine加载进行疲劳分析。
以下是具体的设置步骤：Step1 定义加载在Loaded Data Files窗口中右键点击Open Data File(s)，选择test_mcg2.amc（fe-safe自带）文件，打开后可以在Loaded Data Files窗口中查看，是一个包含两个载荷信号的数据文件。
接下来是创建A LOAD *dataset。
如图所示的顺序。
同样对Dataset 2进行类似操作，选中第二个数据集Unit X Load；选中第二个信号fe-safe tutorial scaler #2。
这是有限元结果和载荷信号文件Combine的一个过程。
Step 2定义group双击Subgroup表头，选中Whole group。
Step 3定义表面粗糙度双击Surface Finish表头，对话框下选中Select surface finish from list，Definition File选中default.kt，Surface finish选择Mirror Polished - Ra<=0.25μm，点击OK完成。
FE-safe软件的学习总结
FE-safe软件的学习总结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。
1、FE-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：斜率和可以通过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。
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*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
步
*RANDOM RESPONSE
0.,
200.,
3
**
** CLOAD
**
*CLOAD, LOAD CASE=1----------------------------------------------------定义一个集中力
node1,
2,
1
*CORRELATION, PSD=psd, TYPE=CORRELATED--------------------- 采用 correlation 将 PSD 引入
*FREQUENCY, EIGENSOLVER=LANCZOS
20,
*RESTART, WRITE, FREQUENCY=0
***Biblioteka BOUNDARY*OUTPUT, FIELD, FREQUENCY=1
*NODE OUTPUT
U,
*ELEMENT OUTPUT, POSITION=NODES
S,------------------------------------------------------------------------------在 frequency 分析步中输出应力 S
1,
1.,
0.
*Output, field
*Node Output
RU, U
*Element Output, directions=YES
RS,
*OUTPUT, HISTORY, FREQUENCY=1
GU,------------------------------------------------------------------------------------输出相应的 GU