疲劳分析中FOS与FRF相关技术讨论

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　　疲劳强度因子分析(Factor of Strength，FOS)
　　疲劳强度因子分析可以计算有限寿命分析中的目标寿命，也可以基于材料的耐久性极限进行无限寿命计算。FOS是一个系数，主要用来对有限元分析输出的弹性应力进行缩放，使得结构的计算寿命等于目标寿命。使用Fe-Safe进行疲劳分析，软件会计算每个节点处的FOS。对于某个特定的节点，fe-safe计算FOS的具体过程为：
　　(1) 对比计算寿命与目标寿命。
　　(2) 如果计算寿命低于目标寿命，使用小于1的系数缩放节点处的弹性应力。如果计算寿命高于目标寿命，使用大于1的系数缩放节点处的弹性应力。
　　(3) 使用缩放后的节点应力重新计算弹性应力历程。
　　(4) 对于局部应变分析，使用循环塑性模型重新计算弹塑性应力应变的时间历程。然后重新计算疲劳寿命。
　　(5) 对于S-N曲线分析，根据弹性应力的时间历程重新计算疲劳寿命。
　　(6) 对于临界平面分析，重新计算临界平面的方向。
　　(7) 这个过程采用不同的缩放系数一直循环，直到：
　　a) 计算寿命在目标寿命的5%以内。或
　　b) FOS超过了最大值(默认为5)或小于最小值(默认0.5)。或
　　c) 达到最大的迭代次数，此时会有提示信息。
　　疲劳储备系数分析(Factor Reserve Factor，FRF)
　　疲劳储备系数有时也叫作疲劳可靠性系数，是根据Goodman图得到的一个线性缩放关系。
　　FRF分析允许为结构指定以应力/应变循环幅值和平均应力为自变量的无限寿命函数。

图1
　　对每一个载荷循环，Fe-Safe将计算该循环下结构寿命与耐久性极限之间的距离，如图1所示。对应生成四个疲劳储备系数：
　　水平FRF：
　　垂直FRF：
　　径向FRF：
　　最坏FRF：上述三个值的最坏值FOS可以用于有限寿命分析和无限寿命分析中。
　　FOS和FRF的相关技术讨论
　　FRF只能用于无限寿命分析。对于有限寿命分析，使用该方法可能使得FRF被过度评估，得到过于保守的结果，或者与实际结构不相符和结果。

　　FOS是Fe-Safe中推荐的方法，因为它既能用于复杂载荷，也能用于常幅值载荷。



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