主流疲劳分析软件的介绍及比较
7页1、结构的疲劳破坏是其主要的失效形式,结构的疲劳强度和疲劳寿命是进行结构抗疲劳 设计、强度校核的重要内容。随着计算机技术和有限元技术的发展,结构疲劳分析方法在 各个行业得到了广泛的应用,出现了多种疲劳分析软件。常见的有:FE-Fatigue、FE- safe、MSC-Fatigue、Nsoft 系列和 WinLIFE 软件。这些软件分别由不同的公司推出,其中 FE-Fatigue 和 Nsoft 软件是由英国的 Ncode 公司推出的;MSC-Fatigue 软件是由 Ncode 和 MSC 公司合作开发的疲劳分析软件;FE-safe 软件是由英国的 Safe Technology 公司开发的; WinLIFE 软件是由德国的 Steinbeis TZ 交通中心开发的。从以上可以看出,可以认为目前疲 劳分析软件主要提供商是 Nsoft 公司、Safe Technology 公司和 Steinbeis TZ 交通中心这三个 单位。所以,我们把对比的对象选择为这三家单位的最新推出的疲劳软件,分别为: Ncode ICE filow 系列的 glyphwork、FE-safe 5.2 版和 Wi
2、nLIFE 3.2 版。疲劳分析软件之间的差异主要表现在五个方面:操作、接口、可视化、功能和价钱。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。所以在这里 主要对比的内容是:接口和功能部分。操作和可视化也有所提及。至于价钱不在分析的范 围之内。1 三种软件接口的比较三种软件接口的比较 1.1 Nsoft 软件的接口软件的接口在 Nsoft 软件中,可以直接将有限元元软件的计算结果直接倒入到软件中,并能直接读 出模型的材料和单元分组、以及应力的信息。并可以将导入的文件显示出来。Nsoft 软件中,可以直接导入的有限元软件及文件格式如下:Patran/nastran 的文件形式.op2I-DEAS 的文件形式.unvANSYS 的文件形式.rstPro/Mechanica 的文件形式.neuABAQUS 的文件形式.fil1.2 FE-safe 软件的接口软件的接口FE-safe 软件可以直接读入有限元软件的分析数
3、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1.3 WinLIFE 软件的接口软件的接口WinLIFE 软件的合作者是 NASTRAN(MAS.visual NASTRAN4 Windows)和 NE/NASTRAN。这 两个软件是采用 FEMAP 作为前处理和后处理的。这就决定了 WinLIFE 所能识别的数据的结 构。其他有限元程序如果使用了 FEMAP,都可和 WinLIFE 进行连接,不存在任何问题。WinLIFE 3.2 版软件提供了和 NASTRAN 软件、SDRC I-DEAS 软件的文件交换界面。但在 该软件的使用手册中只提供了和 NASTRAN 软件之间交互界面的安装。在 NASTRAN 软件中安装 WinLIFE-menu,将 NAS
4、TRAN 软件的有限元结果输出为 WinLIFE 的输入文件*.LST。在这个输入文件中包含了节点的编号和节点的应力。1.4 小结从以上的内容可以看出,前两个软件和其他通用有限元软件的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。第三个软件只能实现 和 Patran/Nastran 的文件互换,需要人为动手实现有限元计算结果的导出。这对于软件的 广泛应用将是不利的。2 功能的比较功能的比较 2.1 材料数据库的比较材料数据库的比较高质量的材料数据是进行疲劳计算的根本保证。所以,各个疲劳软件都提供了强大的 材料数据库。 2.1.1 nsoft 软件的材料数据库软件的材料数据库在 nsoft 软件中包含 150 种钢和铝合金的材料数据。这些数据包含的内容有:一般信息、 单调拉伸数据、应变寿命和应力寿命数据、断裂力学数据和多轴疲劳的的数据。并且有专 门的数据管理系统 mdm,可以进行数据的加载、编辑、创建、删除以及绘图等的操作。 2.1.2 FE-safe 软件的材料数据库软件
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