功能介紹

傳統(tǒng)疲勞分析過程為：有限元求解軟件計算結(jié)構(gòu)應(yīng)力，導(dǎo)入疲勞前處理定義疲勞材料、載荷和應(yīng)力信息，后利用三者計算疲勞結(jié)果。需要用到多個軟件，操作步驟多，中間數(shù)據(jù)量大，造成設(shè)計周期加長。在MSC.Nastran 2013版本中為了解決上述問題，新增加了嵌入式疲勞功能，即在一次求解中完成疲勞分析，結(jié)束了以前有限元求解軟件只能計算強度的歷史。

MSC.Nastran 嵌入式疲勞支持功能如下：全壽命法（S-N方法）和初始裂紋法（或應(yīng)變-壽命（ε-N）、點焊疲勞、縫焊疲勞、多軸疲勞，包含表面處理修正、線性損傷累積、安全因子計算等功能；支持在線性靜態(tài)分析（SOL 101)、模態(tài)瞬態(tài)方法(SOL 103、SOL 112）中直接計算疲勞損傷和疲勞壽命，從而提供疲勞分析的效率，減少分析實際。同時還能實現(xiàn)和疲勞壽命相關(guān)的優(yōu)化（SOL 200），即以疲勞壽命或疲勞損傷為優(yōu)化目標或者優(yōu)化的約束條件對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。同時，Patran ?2013支持該功能。

計算案例

以下圖所示結(jié)構(gòu)，在載荷P作用下，計算該部件疲勞壽命

本例MSC.Nastran求解文件如下：

其中求解文件中，要求MSC.Nastran進行疲勞分析語句為：

其中44，為疲勞載荷和疲勞全局參數(shù)ID。

可以定義疲勞分析結(jié)果輸出格式（FORMAT）、是否輸出文本文件（PRINT到F06文件中）、疲勞分析對應(yīng)載荷等。

目前MSC.Nastran輸出疲勞結(jié)果格式支持多種后處理軟件，用戶可根據(jù)習(xí)慣自由選擇。對該語句，Patran對應(yīng)圖形界面為，可要求進行疲勞分析、定義疲勞分析區(qū)域等，如下：

疲勞計算方法、參數(shù)定義語句，疲勞參數(shù)包括：疲勞方法、計算應(yīng)力類型、是否進行塑性修正（應(yīng)變疲勞）、疲勞計算位置（節(jié)點、單元）、是否進行多線（核）程計算、雨流分析參數(shù)定義、置信區(qū)間定義、應(yīng)力單位定義（MPa）等。

疲勞載荷定義，目前MSC.Nastran中支持用戶文本定義載荷歷程、dac、rsp文件和TABLFTG等，同時，定義疲勞載荷對應(yīng)的SUBCASE ID，且可以定義比例系數(shù)、正則化系數(shù)、偏移因子等，對準靜態(tài)法疲勞分析，疲勞載荷語為? ? ? ? ? ? ? ? FTGSEQ/FTGEVNT/FTGLOAD,三者之間相互引用關(guān)系如下：

Patran中定義界面為：

MSC.Nastran支持SN、EN疲勞材料定義，本例中語句為：

上述語句定義S-N曲線如下：

Patran中定義界面如下：

MSC.Nastran嵌入式疲勞分析結(jié)果包括：單次循環(huán)損傷（log顯示）、循環(huán)次數(shù)（log顯示）、最大應(yīng)變、最大應(yīng)力、最小應(yīng)變、最小應(yīng)力等。本例中Patran界面顯示如下：

嵌入式疲勞益處：

整個流程在MSC.Nastran中，對使用者，只是擴展了少量語句，即可完成疲勞分析，學(xué)習(xí)成本小。

整個流程基于同一軟件完成，分析流程縮短，提高分析效率；

中間過程數(shù)據(jù)少，CPU/內(nèi)存/硬盤資源消耗少；

中間過程數(shù)據(jù)少，方便管理。

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