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[其他CAE] 疲劳分析中FOS与FRF相关技术讨论

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发表于 2016-11-22 11:06 | 显示全部楼层 |阅读模式

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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。
4.webp_副本.jpg
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。
5.webp_副本.jpg


转自:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz ... 00&#wechat_redirect

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