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    CAE软件 / CAE software

    12年的专业CAE咨询服务经验,超过1000个项目的丰富经验积累。

    FE-safe

    12年的专业CAE咨询服务经验,超过1000个项目的丰富经验积累。

    软件介绍
    功能模块
    特色功能
    行业应用及案例
    版本历史
    试用申请
    • SIMULIA fe-safe高级疲劳分析软件包包含如下模块:  

       

      一.SIMULIA fe-safe(基础疲劳分析包):

      SIMULIA fe-Safe基础疲劳分析包由用户界面、材料数据库管理系统、疲劳分析程序组成。

      用户界面

      在FE-safe友好的用户界面下,可方便地进行疲劳耐久性分析的数据准备;所输入的材料数据、荷载及荷载组合数据均可图示化显示,疲劳计算的结果可通过三维云图直观地显示。

      FE-safe对有限元数据文件中的单元数没有实际限制,在一个有限元模型中可以有多个单元组,每个单元组中的单元数不限,最多可以根据4096组有限元计算结果进行疲劳分析。

      FE-safe可直接读取分析结果文件,读入节点应力和节点温度等,从材料库中选取相应的材料,疲劳数据即自动定义完毕;对于材料库中没有的材料允许用户自己定义。寿命计算结果可用图形或动画显示,对数寿命、给定寿命下的安全系数均可以三维云图的形式直观地表示。

      材料数据库管理系统

      Fe-safe提供了一个全面的材料疲劳特性数据库和数据库管理系统,含有上百种常用的钢、铝合金材料的疲劳数据,用户也可以根据需要扩充和修改该数据库。用户可以查讯数据库,如列出所有的铝合金,也可以输入新材料。如果有主数据库和用户的本地数据库,这两个数据库都可以访问;系统管理员可以将主数据库设定为只读,以防止用户对主数据库的数据进行修改。利用内置的Netscape link可以访问试验报告及背景数据,在启动疲劳分析时程序可自动访问材料数据库,读入材料数据;用户数据可通过用户界面直接输入。程序还可绘制材料数据的多种类型的曲线。在数据库中含有Seeger材料近似算法,允许利用材料的抗拉强度(UTS)和弹性模量生成近似的材料疲劳数据,生成的数据可以指定一个数据集名并存入数据库。

      疲劳分析功能

      1.Fe-Safe可定义载荷时间历程,用于一组有限元分析应力结果;

      2.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,从而在模型每个位置上都产生一个应力张量的时间历程;

      3.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;

      4.可对复杂的块数据载荷进行分析,对于每个载荷条件,生成一个载荷的有限元结果数据集的循环块,可对载荷历程和序列载荷进行组合使用;

      5.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和序列载荷数据的组合,而序列载荷数据是随时间变化载荷引起的应力数据的变化;

      6.可利用应力-寿命曲线、应变-寿命曲线、局部应力-应变分析进行单轴和多轴疲劳分析,有多种平均应力修正,也可采用用户定义的平均应力修正;

      7.定义载荷时间历程时,加载文件中的载荷条件可存储为文本格式,以方便地与其它各种软件进行数据交换。具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,可处理多达4096个通道的载荷;

      8.Fe-Safe中疲劳分析载荷信号处理,可采用雨流计数法;

      9.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;

      10.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;

      11.可考虑残余应力的影响,能利用BS7608标准的应力-寿命数据进行焊接结构分析;

      12.由于铸铁中石墨的影响,材料拉-压应力应变相应呈非对称性,Fe-Safe提供专门手段对铸铁(包括灰口铁)进行疲劳分析;

      13.可计算微振磨损疲劳寿命;

      14.可以快速研究高温疲劳;

      15.可考虑蠕变对疲劳的影响(应力应变相应与应变率和瞬时温度相关);

      16.可以考虑机加工及装配应力对结构寿命的影响;

      17.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;

      18可考虑表面光洁度影响、几何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);

      *Fe-Safe能进行疲劳失效率的统计分析;

      *可根据指定的设计寿命,计算出各个节点将达到设计寿命的安全系数;

      *支持批处理和命令行功能;

      *提供了方便的工具绘制材料数据和载荷历程;

      *可计算出在指定寿命下,模型上各部分不会破坏的可能性;

      *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

      *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

      2.SIMULIA Verity Module in fe-safe(焊接疲劳分析包)

      Verity是由Safe Technology和Battelle合作开发的对于网格不敏感的结构应力法(SSM),使用此方法工程师可以预测焊点和焊接结构的破坏位置,计算疲劳寿命。无论是点焊、线焊还是焊球,还是复杂载荷加载或者多轴疲劳问题,Verity都可以快速准确的给出寿命预测结果,同时也可以避免重复大量的试验,降低企业的试验和生产成本。

      针对焊点分析问题Verity® in fe-safe®提供网格和载荷不敏感方法

      1.基于由节点力计算得到的等效结构应力;

      2.适用于于所有类型的焊接,所有类型的载荷,任意板的厚度;

       

      3.无需用户做任何判断,避免了主观性,增加了可靠性与准确度;

       

      焊接疲劳分析

      3.SIMULIA fe-safe/Rotate(旋转对称结构疲劳分析包)

      利用结构的轴对称性,提高了旋转部件的疲劳分析效率, 可以自动产生一系列不同旋转角度上的应力结果,一次静力计算可以用来定义一个循环的疲劳载荷谱。有限元计算结果文件更小,求解规模降低。该模块支持完整模型、一半模型和奇、偶对称的扇区模型,是计算车轮、齿轮等此类旋转对称结构疲劳问题的理想选择。

      ² 只需一个静态有限元分析就可定义一个旋转周期的疲劳;

      ² 以一个载荷步为基础, fe-safe/Rotate® 产生一系列的额外应力结果,就像该模型被旋转一样;

      ² 高效分析对称模型问题: 轴对称问题:车轮、齿轮、轴承、轴等;部分轴对称问题:凸轮轮轴、曲轴法兰等

       

      车轮疲劳分析

      4.SIMULIA fe-safe/TMF (热-结构疲劳分析包)

      可以在考虑多重影响的基础上快速精确的进行结构疲劳寿命分析。可以考虑的影响包括应变率和瞬态温度对循环应力-应变响应的影响,瞬态温度对应变-寿命曲线的影响,体积应力放宽和应变老化对疲劳强度的影响等。该模块是计算活塞、排气管和缸盖等此类结构疲劳问题的理想选择。主要客户有 Perkins Engines, Caterpillar and Arvin Meritor 等。

      当存在应力和温度波动时,产生热-结构疲劳。

      ²包含时间相关的热-结构疲劳效应(应变率、相位关系、浸湿以及应力松弛等)

      ²相比传统方法可以得到更可靠和准确的疲劳结果

      ²支持主应变以及铸铁算法

      ²允许高频机械载荷循环叠加在热载荷循环上

       

      活塞热疲劳分析

       

      5.SIMULIA fe-safe/TURBOlife(蠕变疲劳分析包)

      是用来评估蠕变损伤、疲劳损伤和蠕变-疲劳损伤的,是一个功能强大、全面并且易于掌握的蠕变-疲劳分析模块,跟Abaqus软件有直接接口,而且提供了一套完整的材料数据库,用户亦可根据需要添加自己的材料数据。蠕变-疲劳算法已成功的应用于核电站部件、电站锅炉、燃气涡轮叶片、汽轮机部件、汽车零部件以及涡轮增压器叶轮的疲劳分析中。

      针对蠕变和蠕变疲劳交互作用,提供独一无二的高级疲劳分析解决方案

      ²应用于疲劳损伤和蠕变破坏相互作用导致部件寿命缩短的情况;

      ²可判断疲劳或者蠕变哪一个才是主导的破坏机制,进而可以关注主要破坏机制并开展重新设计。

       

      排气歧管蠕变疲劳分析

      6.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。简单的负载状态导致单个复合成分的复杂行为,使得预测复合材料的疲劳寿命具有非常大的挑战性。此外,频率和加载历史影响的处理只能采用基于物理理论方法。SIMULIA fe-safe/Composites通过结合Multicontinuum理论和运动学理论满足这些挑战,在复合材料结构疲劳寿命预测方面有强大的能力。其特点如下:

      ²能够预测疲劳失效的产生;

      ²提供复合材料模拟:室温下的碳纤维与玻璃纤维复合材料、高温下的碳纤维复合材料;

      ²利用 Helius:Material Manager可以描述其他的复合材料特性;

      ²集成现有结构有限元软件;

      ²只需最少的材料特性:标准的静态失效强度、最少的疲劳数据;

      ²基于以下物理本质及理论:复合材料特性同组成材料属性相关联、可用于预测未提供具体属性的复合材料行为、支持多轴载荷加载、考虑了加载频率的影响。

       

                                       F1赛车碳纤维翼疲劳分析                            无人机机翼疲劳分析

      7.SIMULIA fe-safe/ Rubber(橡胶材料疲劳分析包)

      是用来评估橡胶材料疲劳分析的高级软件包。功能如下:

      ²SIMULIA fe-safe/Rubber评估橡胶部件的疲劳寿命。基于有限元分析计算出的机械工作周期和橡胶的材料性质的规范,计算在某个位置产生组件小裂纹所需要的工作周期的重复次数;

      ²工作周期来自于有限元模型,即一个时域信号指定应变张量的分量。在计算每个单元的疲劳寿命后,从SIMULIA fe-safe/Rubber结果可能显现为彩色轮廓呈现裂缝的地方将启动关键位置;

      ²SIMULIA fe-safe/Rubber的功能是专门为有限应变开发临界平面算法。该算法准确地说明了裂纹闭合和多轴载荷的影响。它还具有雨流计数程序的功能,识别和积累每个事件在工作周期内的损伤影响。SIMULIA fe-safe/Rubber™提供了一个非线性材料模型的选择,使橡胶组件的行为得到准确地描述,并为一些常用的弹性体类型材料的准备随时可以调用的数据库。

      8.SIMULIA fe-safe TrueLoad Standalone(测试真实数据疲劳分析包)

      SIMULIA fe-safe TureLoad Standalone是一个利用测试真实应力应变数据来进行疲劳分析的软件包。是和Wolf Star Technologies公司联合开发的,提供了测试实验和有限元结合的独特的疲劳软件解决方案,无缝集成到有限元分析环境,作为一种独特的提供相关的应变有限元分析载荷计算工具。具有以下功能特点:

      ²SIMULIA fe-safe TureLoad Standalone通过耦合有限元分析与实验应变,提供独一无二的能力加深对整个加载过程的理解;

      ²对于执行任何疲劳计算,载荷测量是形成分析误差的最大来源。到现在为止,载荷仍然是要提供的最难测量数据。传统的测量,通常不与有限元分析模型关联,因此在进行设计和开发迭代周期时,浪费时间和金钱;

      ²SIMULIA fe-safe TureLoad Standalone将基于有限元分析模型确定最优计量的位置。一旦应变在这些最佳计量的位置被收集到,应变数据被读入到软件计算载荷时间历程,通常所测量的应变匹配到2%误差以内在每个时间点;

      ²随着SIMULIA fe-safe TureLoad Standalone询问模型中应变的任何一点,应力或位移是很简单的互动。通常需要几分钟来确定应变计量布置和几分钟到后台计算进行访问。一旦SIMULIA fe-safe TureLoad Standalone已计算出的载荷分布、比例并且结合疲劳事件的定义。用户只需要疲劳材料分配到的FEA模型中感兴趣的区域;

      ²Abaqus CAE插件使得Abaqus结果和加载数据可以无缝集成至fe-safe。

      实测应变数据与有限元模型耦合疲劳分析

       

       

       

       

       

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