1、產(chǎn)品概述
疲勞失效是機(jī)械產(chǎn)品的主要失效模式。為保證產(chǎn)品的穩(wěn)定、可靠運行，開展結(jié)構(gòu)抗疲勞設(shè)計、強度校核工作，是產(chǎn)品研發(fā)部門設(shè)計工作中的重要工作項目。 產(chǎn)品的疲勞失效與幾何因素、應(yīng)力載荷因素、材料因素、使用環(huán)境等多種因素相關(guān)。為有效保證產(chǎn)品的質(zhì)量，利用有限元手段進(jìn)行全面、深入的疲勞分析以及預(yù)防，是解決產(chǎn)品疲勞失效工程問題的重要舉措。
廣州寶順信息科技有限公司自主研發(fā)的疲勞壽命分析軟件plifeFEA，是一款專門用于解決產(chǎn)品疲勞失效工程問題的CAE軟件。該軟件采用先進(jìn)的有限元算法以及疲勞壽命模型，基于plifeFEA強大的分析引擎，幫助企業(yè)快速、精準(zhǔn)識別產(chǎn)品的危險點位置（薄弱環(huán)節(jié)）并預(yù)測壽命，以便合理制定產(chǎn)品設(shè)計策略。plifeFEA軟件具備產(chǎn)品應(yīng)力壽命分析、拉伸壽命分析、焊接結(jié)構(gòu)疲勞分析、裂紋增長壽命分析、腐蝕疲勞壽命分析等功能，且提供豐富的材料參數(shù)庫、模型庫，可滿足產(chǎn)品疲勞分析工程急需。
2、產(chǎn)品特點
疲勞壽命分析軟件plifeFEA，具有以下優(yōu)勢、特點：
（1）提供解析計算和基于有限元分析兩種方法進(jìn)行疲勞壽命分析，滿足用戶的不同使用需求；
（2）不僅支持應(yīng)力壽命、拉伸壽命、焊接結(jié)構(gòu)、多軸疲勞、利用率等分析，也提供裂紋增長及壽命預(yù)測、腐蝕應(yīng)力開裂等疲勞分析；
（3）疲勞壽命分析軟件plifeFEA，支持靜態(tài)結(jié)構(gòu)、等幅應(yīng)力、變幅應(yīng)力等不同情況下的疲勞分析，以及SN曲線估算以及修正等；
（4）提供疲勞壽命、累積損傷、疲勞強度、關(guān)鍵點、利用率等20多種參數(shù)的計算功能；
（5）基于有限元的疲勞分析方法，支持ANASYS、CATIA、SOLIDWORKS等CAD/CAED軟件的數(shù)據(jù)導(dǎo)入，并提供EXCEL格式的自定義數(shù)據(jù)導(dǎo)入，滿足不同用戶輸入數(shù)據(jù)的分析需求；
（6）與產(chǎn)品可靠性設(shè)計軟件集成，建立覆蓋產(chǎn)品全生命周期的可視化壽命管理平臺；
（7）提供豐富的材料數(shù)據(jù)資源庫，且可進(jìn)行后臺的維護(hù)管理。
3、功能介紹
疲勞分析建模，包括載荷建模、有限元模型建模、SN曲線、材料參數(shù)管理等功能。
（1）載荷建模
疲勞壽命分析軟件plifeFEA的載荷建模，支持EXCEL格式的載荷定義方式，可導(dǎo)入EXCEL格式的載荷文件。 支持載荷的圖形化顯示。
（2）有限元模型建模
疲勞壽命分析軟件plifeFEA，提供ANASYS、CATIA、SOLIDWORKS等CAD/CAED軟件的有限元模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入，并提供EXCEL格式的自定義數(shù)據(jù)導(dǎo)入。用戶可以根據(jù)實際掌握的數(shù)據(jù)，靈活選用有限元模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入方式。 支持線性、雙線性、1維插值、2維插值等不同方式的應(yīng)力加載方式?？稍O(shè)置拉伸、剪切等不同類型的應(yīng)力以及不同方向的應(yīng)力。 可設(shè)置有限元不同部位的材料屬性。
（3）SN曲線建模
可通過軟件提供的材料參數(shù)庫，導(dǎo)入SN曲線。也可根據(jù)用戶掌握的材料參數(shù)，自定義SN曲線。 SN曲線可定義的參數(shù)包括斜率、疲勞強度及對應(yīng)的循環(huán)次數(shù)、拐點強度及對應(yīng)的循環(huán)次數(shù)、應(yīng)力范圍值，并可定義材料的安全系數(shù)、損傷系數(shù)。 支持平均應(yīng)力估算模型，包括線性、雙線性、索德柏格、Goodman等10多種； 支持蓄水法、雨流法等7種循環(huán)應(yīng)力計算方法。
（4）材料參數(shù)庫
材料參數(shù)庫，包括材料基本信息、拉伸數(shù)據(jù)、應(yīng)變壽命和應(yīng)力壽命數(shù)據(jù)、敏感性數(shù)據(jù)等。并且有專門的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，可供用戶進(jìn)行材料數(shù)據(jù)的管理，支持Access、SQL類型數(shù)據(jù)庫，用戶可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的加載、編輯、創(chuàng)建、刪除以及SN曲線繪圖等的操作。 材料數(shù)據(jù)庫提供了常用材料鋼、鋁合金、焊接材料的疲勞性能數(shù)據(jù)。
(5)疲勞分析
疲勞壽命分析軟件plifeFEA，提供了豐富的分析功能，包括應(yīng)力、拉伸疲勞壽命分析、裂紋增長及壽命分析、焊接結(jié)構(gòu)的疲勞壽命分析、多軸疲勞分析、利用率分析、關(guān)鍵部位及關(guān)鍵點分析、腐蝕應(yīng)力疲勞分析等。
支持疲勞壽命分析結(jié)果匯總，包括疲勞壽命、強度、損傷、應(yīng)力值、應(yīng)力范圍、利用率、關(guān)鍵面等。
支持損傷（不同應(yīng)力/不同方向）、應(yīng)力、主要載荷、應(yīng)力譜、應(yīng)力范圍分布、均值分布、莫爾應(yīng)力圓、多軸分析、關(guān)鍵面板損傷、剪切力等多種類型的圖形化分析；
支持不同方向應(yīng)力的影響分析，以及最大拉伸、剪切應(yīng)力的影響分析。
支持靜態(tài)結(jié)構(gòu)、等幅應(yīng)力、變幅應(yīng)力等不同情況下的疲勞分析。
支持疊加分析、累積損傷仿真分析，可滿足不同階段的產(chǎn)品累積損傷情況疊加分析。
(6)基于解析的疲勞壽命分析
在產(chǎn)品研制的不同階段，疲勞分析的深入程度與需求一般不相同。為了滿足用戶在不同研制階段的疲勞分析工作需求，疲勞壽命分析軟件plifeFEA不僅提供基于有限元的疲勞分析功能，也提供了基于解析模型的疲勞分析功能，可用于產(chǎn)品設(shè)計的早期階段壽命預(yù)測。
基于解析的疲勞分析，包括應(yīng)力壽命計算、應(yīng)變壽命計算、裂紋增長分析3部分。其中：
（a）應(yīng)力壽命計算
應(yīng)力壽命計算，可提供根據(jù)載荷參數(shù)、材料參數(shù)、調(diào)整因子、應(yīng)力集中系數(shù)、安全系數(shù)，幫助用戶快速計算應(yīng)力壽命。 材料參數(shù)支持包括材料類型、材料極限應(yīng)力、彈性模量、疲勞極限、循環(huán)次數(shù)、應(yīng)力壽命曲線截距、斜率等參數(shù)設(shè)置。 調(diào)整因子支持根據(jù)加工類型判定調(diào)整因子以及自定義調(diào)整因子、支持根據(jù)應(yīng)力方向的調(diào)整因子設(shè)置或自定義功能。調(diào)整因子計算支持的加工類型包括地面、機(jī)械加工、冷軋、熱輥、調(diào)制鍛造等加工手段。 應(yīng)力集中系數(shù)，可直接選擇軟件plifeFEA提供的相同或者相似的幾何模型庫進(jìn)行計算，或者自定義計算應(yīng)力集中系數(shù)。 可計算得到不同的載荷、不同幾何模型、不同材料參數(shù)、不同加工手段等情況下的疲勞壽命，以及根據(jù)壽命設(shè)計要求調(diào)整產(chǎn)品的設(shè)計參數(shù)。
（b）應(yīng)變壽命計算
應(yīng)變壽命計算，可提供根據(jù)載荷參數(shù)、材料參數(shù)、表面完整度調(diào)整因子、應(yīng)力集中系數(shù)，幫助用戶快速計算應(yīng)力壽命。 材料參數(shù)支持包括材料類型、材料疲勞強度系數(shù)、疲勞強度指數(shù)、疲勞延性系數(shù)、彈性模量、疲勞極限、循環(huán)強度系數(shù)、循環(huán)強度、極限應(yīng)力應(yīng)力等參數(shù)設(shè)置。 表面完整度調(diào)整因子支持根據(jù)加工類型判定調(diào)整因子以及自定義調(diào)整因子功能。表面完整度調(diào)整因子支持的加工類型包括地面、機(jī)械加工、冷軋、熱輥、調(diào)制鍛造等加工手段。 應(yīng)力集中系數(shù)，可直接選擇軟件plifeFEA提供的相同或者相似的幾何模型庫進(jìn)行計算，或者自定義計算應(yīng)力集中系數(shù)。
（c）裂紋增長及壽命分析
裂紋增長及壽命分析，支持根據(jù)載荷、材料、應(yīng)力強度因子進(jìn)行疲勞壽命的計算。 其中，材料參數(shù)支持材料類型（鋼鐵、鋁、鎳等）、裂紋增長截距、裂紋增長率、應(yīng)力極限門限值、彈性模量等參數(shù)的設(shè)置。 應(yīng)力強度因子支持直接輸入或者根據(jù)模型計算得到。計算模型支持根據(jù)幾何模型以及裂紋的基本信息進(jìn)行計算。