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fe-safe软件基础培训资料02

第二天培训内容

1.Fe-safe有限元分析流程演示

讲解一个有限元模型的疲劳分析计算流程，主要内容包括有限元结果读入、

载荷历程定义、材料定义、算法指定、结果输出与查看等内容。

1.1.实例

图示为在其中心位置开有一圆孔的薄板，薄板一端固定，另一端承受在1

个工作循环内承受P=50Mpa、-50Mpa、50Mpa交替变化的动压力，试用

ANSYS+fe-safe软件计算：（1）该薄板能工作多少次循环？（2）若要使该薄板

经过10E7次循环不破坏，则载荷应如何进行比例缩放？

已知参数为：薄板长L=1m、高H=0.5m、厚T=0.005m、圆孔半径R=0.13m、

拉应力P=50MPa；薄板为钢材，其材料牌号为SAE-950C-Manten，弹性模量

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E=2.03×10Pa、泊松比ν=0.3、密度ρ=7850kg/m。

分析步骤1：先在ANSYS环境，施加50Mpa载荷作一个静力分析；见文件

fatigue01.txt。

分析步骤2：在fe-safe环境，打开有限元模型（file.rst）、定义载荷历程比例

数据为：1、-1、1，指定材料（SAE-950C-Manten）、算法（Brown-Miller/finite

life/morrow）、结果输出(指定fos输出)等后进行相关计算。

计算结果：最大主应力为222Mpa；最小寿命对数为6.412（寿命为2.58E6

个循环）；规定寿命下的载荷因子为0.85。见下图

图1薄板受力示意图薄板主应力计算结果

薄板疲劳寿命计算结果薄板强度因子(FOS)计算结果

2.学员练习

从上述计算过程可以看出，在fe-safe中进行有限元模型的疲劳分析要涉及

如下工作内容：读入有限元计算结果；指定载荷历程；指定模型材料、指定其它

分析选项等。具体内容将在后续讲解。

3.软件功能与界面

3.1.模块介绍

含fe-safe（含safe4fatigue）、safe4fatigue、fe-safe/TMF、fe-safe/TURBOlife、

VerityTMinfe-safe等模块。后三者需要独立的License。

3.1.1.Safe4fatigue

是根据测试得到的应变信号、峰/谷文件、循环柱状图等进行高级疲劳分析、

信号处理的集成系统软件。信号处理功能包括：幅值分析、频域分析、信号过滤

计算结果包括：

疲劳寿命和疲劳损伤柱状图、疲劳寿命和疲劳损伤密度图、应力-应变迟滞

循环图、疲劳损伤图等

应用领域：

汽车、航天器的有效性验证；路载分析；在线疲劳分析、快速样机测试和建

筑工程结构监测等。含有材料库。

3.1.2.fe-safe/TMF

是热力机械疲劳分析模块，可用于受不断变化的温度、应力作用下的部件（如

活塞、动力件）的有限元疲劳寿命、设计寿命分析。可考虑应力松弛、应变累加、

循环应变速率、不同相的温度/应力引起的损伤变化等。

3.1.3.fe-safe/ROTATE

利用旋转件的轴对称性，从一个静力有限元载荷步定义旋转件转动一周时的

载荷情况，加速旋转件疲劳分析的速度。特别适用于轴对称结构（如齿轮、轴承）、

部分轴对称结构（如曲柄）等旋转件。只有ANSYS、ABAQUS、二进制结果文

件可用。

3.1.4.fe-safe/TURBOlife

评估蠕变损伤、蠕变/疲劳共同作用的损伤等，主要用于：核能设备、电厂

锅炉、气轮机叶片、蒸气轮机设备、汽车排放设备、涡轮增压器叶轮等。

3.1.5.VerityTMinfe-safe

提供了一个与网格无关的、预测焊接/非焊接结构的失效位置、失效寿命的

一种结构应力计算方法

3.2.fe-safe介绍

是功能强大、易于使用的综合性有限元疲劳分析软件。在使用过程中会涉及

到下