FEMFAT_BASIC_E

FEMFAT 5.0 - BASICUser Manual 目錄1The basic module: FEMFAT BASIC61.1Femfat.ini file editor92Working with FEMFAT BASIC112.1FEM entity data122.1.1Importing entity files132.1.2Importing FEM entity data in various data formats142.2Groups152.2.1New group172.2.2Adding nodes/elements to a group192.2.3Removing nodes/elements from a group202.2.4The DETAILED RESULTS group202.2.5Renaming a group212.2.6Listing nodes/elements of a group212.2.7Deleting a group212.2.8Automatically generate an analysis group212.2.9Import group from fps file222.2.10Importing and exporting groups222.3Stress data232.3.1File formats242.3.2Data allocations (ABAQUS FIL, NASTRAN OP2, PERMAS POST)242.3.3Data types242.3.4Importing stress files252.3.5File operation272.4Material data282.4.1Material parameters required by FEMFAT292.4.2Making material data available3Reading a material from the material database3Manual input of material data3Creating material data with the material generator40.1Stress-based material generator40.1Strain-based material generator4Parameter determination in pored materials442.4.3Saving material data as ffd files462.4.4Writing to a documentation file462.4.5Visualization4S/N curve4Haigh diagram4Stress/strain curve492.4.6Deleting material data492.4.7Copying material data492.5Load spectra data502.5.1Interactive spectra data input5Creating a general stepped load spectrum5.1Required spectrum data5.2Spectrum data input in the spectrum data roll-up5Creating a synthetic load spectrum542.5.2Reading load spectra562.5.3Deleting load spectra562.5.4Copying load spectra562.5.5Visualizing the rainflow matrix562.5.6Saving load spectra as TZS/STEYR files572.6Node characteristics582.6.1Selecting a material592.6.2Defining surface roughness592.6.3Defining the technological parameter at volume nodes602.6.4Defining the range of variation (10% to 90%)602.6.5Defining the temperature6Defining the isothermal temperature612.6.6Process influence6Microstructure parameter6Effective Plastic Strain6Defining surface treatment6Defining the surface treatment factor6Defining the forging influence6Defining the tempering condition6Defining the boundary layer662.6.7Defining WELD influences6Defining general weld quality6Defining the end-of-seam evaluation6Defining the SSZ/MSZ parameters692.6.8Defining local material properties692.7Influence factors732.7.1General factors7Stress gradient7Mean stress7Surface roughness7Constant stress7FEMFAT PLAST (mean stress rearrangement)7Modified HAIGH diagram7Technological parameter influence7Statistical influence7Isothermal temperature influence800Tempering influence801As-cast structure (for cast aluminum only)82Effective Plastic Strain83Boundary layer84Local material properties85Combined method influence factors842.7.2Surface treatment8Shot peening8Rolling8Carburizing8Nitriding8Inductive hardening8Flame hardening8Forging8General surface treatment factor862.7.3WELD/SPOT8WELD8.1WELD module switch8.2Equivalent stress8.3Import weld database8.4Notch factor influence90.5Influence of load flow90.6Sheet thickness influence9.7Automatic stress correction9.8Compressive stress reduction9.9Cut-off limit for small amplitudes9.10Evaluating the weld elements at WELD nodes9SPOT942.8Strain gage data information - STRAIN COMP982.8.1Defining strain gages9Creating a new strain gage/deleting a strain gage9Strain gage definition table9.1Strain gage specifications100.2Measurement data10.3Repetitions1012.8.2Material behavior10.1Cyclical softening/hardening1012.8.3Output1012.9BASIC analysis parameters1022.9.1Analysis target10Damage10Endurance safety factor10Static safety factor10Stress/strain comparison1072.9.2Global parameters10Stress selection10.1Equivalent stress in the critical cutting plane10.2Modified equivalent stress in the critical cutting plane10.3Scaled normal stress in the critical cutting plane10Survival probability1Multiplication factors1112.9.3Analysis filter1Analysis filter for WELD nodes1Analysis filter for SPOT1132.9.4Cutting Plane Parameters1142.9.5Result group1152.9.6Location of the results visualization1152.10Output1172.10.1DMA column settings1172.10.2Permanent scratch file (*.fps)1202.10.3Result modification1242.10.4Module-specific outputs1SPOT1STRAIN1262.11Report1272.11.1Filter for report file (relative stress limit)1282.11.2General input data1282.11.3Structural node data1292.11.4WELD-specific outputs1302.12Analyze1322.12.1Analysis group1322.12.2Message During Analysis1322.12.3Analysis comment:1332.12.4Parallelize analysis1342.12.5Check input data1362.13Visualization13Analysis results13S/N curve13Haigh diagram140Rainflow matrix14Strain gage chart14FEMFAT Visualizer1432.14FEMFAT Menus14The File menu14The View menu14The Analyze menu14The Options menu14The Templates menu150The Help menu1512.14.2The toolbar1512.15Result Manager1522.15.1Importing the result files1522.15.2Combination methods1532.15.3Special combination cases15Same entity, different groups15Non-analyzed nodes/elements1542.15.4fps file output1542.16Postprocessing1562.16.1Importing FEMFAT data1562.16.2Analyzing analysis results1562.16.3Assessing the damage analysis results1621 基本模塊: FEMFAT BASIC此處描述的步驟推薦用于以FEMFAT BASIC進(jìn)行疲勞分析。對(duì)于損傷或者疲勞強(qiáng)度極限分析，需要提供以下信息： 幾何模型數(shù)據(jù)（節(jié)點(diǎn)、單元）需要有限元模型數(shù)據(jù)，隨后計(jì)算相鄰節(jié)點(diǎn)之間的應(yīng)力梯度（例如最大應(yīng)力梯度）。應(yīng)力梯度及相對(duì)應(yīng)力梯度是考慮凹槽效應(yīng)（和相關(guān)的支持效應(yīng)）的基礎(chǔ)，凹槽效應(yīng)對(duì)S/N曲線的影響十分關(guān)鍵。 分組數(shù)據(jù)由節(jié)點(diǎn)和單元形成組，以簡化某些結(jié)構(gòu)區(qū)域的特殊參數(shù)（材料數(shù)據(jù)、表面粗糙度、溫度等等）的指定。FEMFAT有一些列功能生成和編輯組。也支持通過各種參數(shù)識(shí)別節(jié)點(diǎn)和單元。F所有操作只針對(duì)當(dāng)前組的節(jié)點(diǎn)和單元！在前處理中定義適當(dāng)?shù)慕M最為簡單、然后導(dǎo)入FEMFAT并作進(jìn)一步處理。因?yàn)橹辉诋?dāng)前組的節(jié)點(diǎn)和單元上進(jìn)行損傷分析，因此可以對(duì)特定組進(jìn)行詳細(xì)的研究。 應(yīng)力數(shù)據(jù)對(duì)于疲勞分析，每個(gè)需計(jì)算的節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前應(yīng)力狀態(tài)至關(guān)重要。除平均應(yīng)力，考慮到三維應(yīng)力張量，應(yīng)力幅值也可用于分析。另外，如果在局部區(qū)域超過了材料屈服強(qiáng)度，F(xiàn)EMFAT PLAST可以考慮平均應(yīng)力再分布。塑性變形產(chǎn)生的剩余應(yīng)力用于后續(xù)分析。節(jié)點(diǎn)應(yīng)力數(shù)據(jù)必須以應(yīng)力記錄文件格式輸入到FEMFAT。假定對(duì)于每個(gè)單元節(jié)點(diǎn)都有應(yīng)力數(shù)據(jù)（單元節(jié)點(diǎn)應(yīng)力），應(yīng)力在總體笛卡爾坐標(biāo)系下定義（特殊情況見接口手冊(cè)）。 材料數(shù)據(jù)對(duì)于疲勞分析，必須定義若干材料數(shù)據(jù)以便正確記載材料的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度性能。從材料數(shù)據(jù)庫中以材料文件（*.ffd）格式導(dǎo)入數(shù)據(jù)最為簡單。在這些文件包含了光滑無凹槽試樣在拉、壓、彎曲、扭轉(zhuǎn)和剪切載荷下的一般疲勞應(yīng)力極限和拉/壓S/N曲線。如果無合適的可用材料文件，但是分析所需材料數(shù)據(jù)已知，則這些信息也可以交互式輸入。如果只有部分可用數(shù)據(jù)（但至少是材料等級(jí)和拉伸強(qiáng)度值），則其他分析所需數(shù)據(jù)可以通過FEMFAT的材料生成器計(jì)算得出。 載荷數(shù)據(jù)（載荷譜或疲勞載荷）進(jìn)行損傷分析需要定義載荷譜，在載荷譜中對(duì)于給定的幅值或平均應(yīng)力，記錄了載荷循環(huán)次數(shù)。載荷數(shù)據(jù)可以通過STEYR ASCII或TECMATH ASCII文件格式輸入，或者交互式定義（更詳細(xì)文件格式見格式手冊(cè)）。FEMFAT可以處理以下載荷譜：- 一般階梯載荷普（STEYR record 224）- 合成載荷譜（STEYR record 324）- 雨流載荷譜（TECMATH ASCII RFM文件）對(duì)于疲勞極限或靜態(tài)過載安全系數(shù)分析無需定義載荷譜。 節(jié)點(diǎn)賦予屬性通常在模型節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行損傷、疲勞極限或靜態(tài)過載安全系數(shù)分析。為考慮相關(guān)影響參數(shù)，必須提前對(duì)節(jié)點(diǎn)指定這些參數(shù)。G材料指定是絕對(duì)必須的；當(dāng)考慮所以其他參數(shù)（表面粗糙度、表面處理、回火鋼材的回火條件等等）的影響時(shí)，才需要這些參數(shù)。 選擇需要的分析程序FEMFAT 提供一系列程序供用戶選擇，以計(jì)算影響因素。如果沒有指定，則使用默認(rèn)程序進(jìn)行分析。 激活/滅活影響參數(shù)為方便研究分析結(jié)果中某些影響參數(shù)的效應(yīng)，需要分別激活或滅活這些參數(shù)。 指定需要的輸出變量o FEMFAT的強(qiáng)度分析結(jié)果以節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)輸出到一個(gè)輸出文件中（一般來說是*.dma）。此文件可以輸入到有限元后處理軟件中，在有限元模型上顯示結(jié)果。o 詳細(xì)結(jié)果可以保存在FEMFAT報(bào)告文件中（*.pro），一并保存的還有計(jì)算節(jié)點(diǎn)的局部零部件S/N曲線的影響參數(shù)，應(yīng)力再分布的影響等等，這樣可以方便在細(xì)節(jié)研究中進(jìn)行追蹤。o 用戶可以選擇輸出到報(bào)告文件中的數(shù)據(jù)。如果大量輸出，可能產(chǎn)生非常大的數(shù)據(jù)文件。為此，F(xiàn)EMFAT提供一個(gè)選擇，應(yīng)用一個(gè)應(yīng)力幅值過濾器將輸出限制在高載荷區(qū)域。 當(dāng)前組節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度分析在疲勞分析過程中，實(shí)際的疲勞極限或靜態(tài)過載安全系數(shù)分析是在當(dāng)前組的節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行的。如果用戶沒有取消結(jié)果輸出，則結(jié)果輸出到當(dāng)前打開的FEMFAT報(bào)告文件和輸出文件。當(dāng)然，還有另一種可能，利用應(yīng)力幅值過濾器將分析只限制在模型的高載荷區(qū)域，而不是當(dāng)前組的所有節(jié)點(diǎn)上。 FEMFAT 并行分析FEMFAT 4.7 版本有一個(gè)選項(xiàng)，可以將分析自動(dòng)分成數(shù)個(gè)平行任務(wù)，并在當(dāng)前計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。將分析組按照給定的數(shù)目拆分成同等大小的子組，并且以每個(gè)子組啟動(dòng)一個(gè)FEMFAT計(jì)算程序。然后將子結(jié)果文件合并成一個(gè)總的結(jié)果文件。使用單獨(dú)的許可證“FEMFAT_PARALLEL”啟動(dòng)平行損傷壽命分析。當(dāng)分析調(diào)用了一定數(shù)量的浮點(diǎn)時(shí)，根據(jù)影響因素和分析類型，將為每個(gè)額外的FEMFAT計(jì)算檢查許可證，當(dāng)計(jì)算完成時(shí)再次檢查。一個(gè)可刷新的顯示（在“Analyze”菜單中Available parallel licenses）顯示剩余可用的許可證能夠支持的平行任務(wù)數(shù)量。對(duì)于批處理模式：如果許可證數(shù)量不支持工作文件中給定的平行分析數(shù)量，則以當(dāng)前最大可用數(shù)量進(jìn)行平行分析。1.1 Femfat.ini 文件編輯器femfat.ini文件編輯器用于調(diào)整軟件設(shè)置，保存在femfat.ini文件中。圖 1 軟件設(shè)置編輯器對(duì)話框編輯之后，點(diǎn)擊 按鈕，否則FEMFAT將在上述源文件夾中以femfat.ini未改變的設(shè)置啟動(dòng)。 按鈕只重新設(shè)置當(dāng)前顯示頁中的內(nèi)容。如果關(guān)閉對(duì)話框（x按鈕），則終止輸入，任何修改都不予保存，不啟動(dòng)FEMFAT?？梢酝ㄟ^FEMFAT直接打開femfat.ini編輯器。但是這種情況下，只有內(nèi)存需求（最大節(jié)點(diǎn)和單元數(shù)目等等）、接口和路徑可以修改。GUI和顏色設(shè)置頁未激活（見圖2）。如果是通過FEMFAT直接打開編輯器，也可以關(guān)閉對(duì)話框（x按鈕）。這種情況下，只關(guān)閉編輯器，當(dāng)前任務(wù)仍然繼續(xù)。當(dāng)點(diǎn)擊下面兩個(gè)按鈕的一個(gè)，F(xiàn)EMFAT將以當(dāng)前femfat.ini文件設(shè)置重新啟動(dòng)，即按鈕與New圖標(biāo)功能相同。為可以使用所有選項(xiàng)，啟動(dòng)軟件時(shí)必須同時(shí)打開femfat.ini文件編輯器。更多信息請(qǐng)見簡介手冊(cè)。 圖 2 從 FEMFAT啟動(dòng)femfat.ini文件編輯器2 FEMFAT BASIC工作流程Linux/UNIX系統(tǒng)中，以installation_path/bin/femfat4命令啟動(dòng)FEMFAT， MS Windows系統(tǒng)中，雙擊FEMFAT圖標(biāo)或者從開始菜單中選擇合適的菜單項(xiàng)啟動(dòng)軟件。圖3 FEMFAT BASIC操作界面FEMFAT啟動(dòng)后，界面左側(cè)只顯示主要模塊。點(diǎn)擊BASIC顯示模塊的數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)。FEMFAT BASIC所需輸入在各種菜單項(xiàng)中已按主題分組。G為避免輸入錯(cuò)誤，推薦按照菜單項(xiàng)依次輸入。2.1 FEM entity data有限元模型數(shù)據(jù)如何完成選擇文件格式之后，在輸入框內(nèi)必須指定有限元模型文件的路徑和名稱。有限元模型數(shù)據(jù)將自動(dòng)導(dǎo)入（更詳細(xì)的解釋，見接口手冊(cè)），刷新Input Files和Modify Dimension框。輸入的有限元模型的最大尺寸在Modify Dimension框中以總體坐標(biāo)系顯示，用戶可以檢查長度單位是mm。如果模型的長度單位不是mm，可以乘以一個(gè)系數(shù)來修正。需要填寫在方框內(nèi)，并點(diǎn)擊Multipl.使之生效。轉(zhuǎn)化成mm的放大系數(shù)：當(dāng)前模型長度單位放大系數(shù)1 mm = 默認(rèn)1.01 m = 1000 mm1,000.01 英寸= 25.4 mm25.41 英尺 = 1/3 yd = 12 inch = 304.8 mm304.8殼最小和最大厚度與模型中殼單元相關(guān)。輸入之后，可以在VISUALIZER中點(diǎn)擊顯示模型。基于力法的SPOT分析所用的單元PID范圍可以用定義，細(xì)節(jié)見Chapter 。另外，F(xiàn)EM Entities對(duì)話框可以用按鈕從焊縫定義文件（*.wdf)導(dǎo)入焊縫信息。此文件是FEMFAT VISUALIZER前后處理工具生成的。VISUALIZER允許用戶在有限元模型中直接定義焊縫；自動(dòng)識(shí)別可能的連接類型，通過一個(gè)菜單快速指定焊縫類型和其他參數(shù)。FEMFAT將正確設(shè)置識(shí)別焊縫所需的材料編號(hào)和節(jié)點(diǎn)顏色，與其他參數(shù)一并保存在焊縫定義文件中。細(xì)節(jié)見FEMFAT VISUALIZER用戶手冊(cè)。Figure 4 Category BASIC FEM entity data2.1.1 輸入模型文件需要以下模型數(shù)據(jù)來完成疲勞分析，可以通過ASCII或者二進(jìn)制文件導(dǎo)入這些數(shù)據(jù)： 節(jié)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)編號(hào)、坐標(biāo)系等等） 單元（單元節(jié)點(diǎn)、單元編號(hào)、材料編號(hào)、物理表編號(hào)等等 殼單元物理屬性（厚度） 單元類型表 簡化節(jié)點(diǎn)和單元識(shí)別的其他信息（例如，節(jié)點(diǎn)顏色、節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系編號(hào)，單元顏色等等） 節(jié)點(diǎn)和單元分組信息 局部位移坐標(biāo)系（例如，在PATRAN中定義焊縫）深沖壓仿真（節(jié)點(diǎn)殼厚度和有效塑性應(yīng)變）信息可以通過INDEED接口輸入。G再次導(dǎo)入的模型無法與之前的模型并存。2.1.2 通過各種數(shù)據(jù)格式導(dǎo)入有限元模型更詳細(xì) 的有限元模型輸入描述見FEMFAT接口用戶手冊(cè)。 2.2 Groups組可以由單元或者節(jié)點(diǎn)形成組。組簡化了節(jié)點(diǎn)和單元的參數(shù)指定，定義需要進(jìn)行分析的結(jié)構(gòu)區(qū)域。一般來講，節(jié)點(diǎn)或者單元編號(hào)不是絕對(duì)需要的。可以其他有限元軟件中事先定義組，然后導(dǎo)入，或者可以在FEMFAT中直接定義。FEMFAT VISUALIZER也有定義節(jié)點(diǎn)組的選項(xiàng)。這些信息儲(chǔ)存在永久中間文件（*.fps）中，并且可以導(dǎo)入到FEMFAT中。圖5 - 組數(shù)據(jù)輸入界面當(dāng)前組只有設(shè)為當(dāng)前組才被激活，即選擇。上圖中，1000-ALL組是當(dāng)前組。G不僅絕對(duì)需要節(jié)點(diǎn)，也需要其他與當(dāng)前組相鄰的單元。為使分析組邊界節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力梯柱也恩能夠正確計(jì)算，這是必須的。只有當(dāng)前組的節(jié)點(diǎn)數(shù)量影響分析時(shí)間。相比之下，單元為每個(gè)節(jié)點(diǎn)提供相應(yīng)的應(yīng)力分量（見Chapter 2.3 Stress data）。如果當(dāng)前組的某個(gè)節(jié)點(diǎn)不屬于此組的任何單元，則將此節(jié)點(diǎn)幅值0.0，且不進(jìn)行計(jì)算！F因此，對(duì)于較小的有限元模型，推薦當(dāng)前組包含所有節(jié)點(diǎn)和單元。對(duì)于較大的模型，當(dāng)前組應(yīng)包含所有單元，但為縮短計(jì)算時(shí)間，只包含感興趣區(qū)域的節(jié)點(diǎn)。G為正確計(jì)算應(yīng)力梯度，需在感興趣的組周圍再增加兩排單元和一排節(jié)點(diǎn)。用戶可以手動(dòng)完成，或者通過點(diǎn)擊Complete按鈕實(shí)現(xiàn)當(dāng)前組的節(jié)點(diǎn)和單元。當(dāng)然，節(jié)點(diǎn)和單元可以同時(shí)屬于不同的組。G基本上，只在當(dāng)前組的節(jié)點(diǎn)和單元上進(jìn)行FEMFAT所有操作。如何完成以下步驟需要執(zhí)行： 生成或者激活一個(gè)需要定義參數(shù)的節(jié)點(diǎn)和單元組 設(shè)置需要的參數(shù) 材料、表面粗糙度、溫度等等只能賦給當(dāng)前組的節(jié)點(diǎn)。如果對(duì)節(jié)點(diǎn)和單元多次定義參數(shù)（例如，節(jié)點(diǎn)同時(shí)屬于多個(gè)組），則最后定義的值有效。大體上，可以區(qū)分兩種類型的組，也就是In principle, two types of groups can be distinguished, namely 當(dāng)前組，承載所有的操作，和 保存的（永久）組，用以保證某些組可進(jìn)一步處理組操作為生成新的組或者刪除現(xiàn)有的組，可用以下章節(jié)描述的步驟。節(jié)點(diǎn)和單元操作：這些操作在通過Create/Modify Group Entries框選擇的對(duì)象（節(jié)點(diǎn)或者單元）上運(yùn)行： 創(chuàng)建一個(gè)新組 增加節(jié)點(diǎn)和單元到當(dāng)前組 從當(dāng)前組移除節(jié)點(diǎn)和單元組操作：這些操作涉及當(dāng)前組： 當(dāng)前組重命名 列出當(dāng)前組的節(jié)點(diǎn)和單元 刪除當(dāng)前組2.2.1 New group新組 創(chuàng)建新組之前，必須在“Create/Modify Group Entries”定義屬于此組的對(duì)象。點(diǎn)擊后，New對(duì)話框打開，新組創(chuàng)建之后，必須點(diǎn)擊關(guān)閉對(duì)話框?！癈reate/Modify Group Entries”框內(nèi)的選項(xiàng) All選項(xiàng)如果選擇了Node，最后導(dǎo)入的模型的所有節(jié)點(diǎn)將添加到當(dāng)前組。如果選擇的是Elements，模型的所有單元將添加到當(dāng)前組。 Label選項(xiàng)如果有限元模型的編號(hào)相當(dāng)規(guī)律，這可以通過輸入起止編號(hào)將對(duì)象添加到當(dāng)前組內(nèi)。 Color選項(xiàng)特別準(zhǔn)備的有限元模型，用FEMFAT進(jìn)行之后的疲勞分析，這樣可以節(jié)省大量的處理時(shí)間。一種可能是，在前處理軟件中，通過顏色標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的特殊屬性。一方面，這將用圖形的方式以對(duì)應(yīng)的屬性控制節(jié)點(diǎn)，另一方面可以在FEMFAT中快速創(chuàng)建目標(biāo)組。因?yàn)椴皇敲恳豢钣邢拊幚碥浖寄茉O(shè)置節(jié)點(diǎn)顏色，所以節(jié)點(diǎn)顏色定義取決于所用的有限元前處理軟件（見接口手冊(cè)）。必須給定所選擇顏色的編號(hào)。這些顏色編號(hào)下的節(jié)點(diǎn)將添加到當(dāng)前組總。 Group選項(xiàng)對(duì)于已經(jīng)保存在永久組中的對(duì)象也可以添加到當(dāng)前組。必須輸入永久組的起止編號(hào)。 Related to Element Label選項(xiàng)在Nodes標(biāo)簽下，才可用此選項(xiàng)選擇與有限元模型中某些單元相連的節(jié)點(diǎn)?？梢酝ㄟ^編號(hào)或者已存在的組的編號(hào)選擇單元。 Coordinate System選項(xiàng)在Nodes標(biāo)簽下，才可用此選項(xiàng)根據(jù)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)系分組。根據(jù)編號(hào)選擇坐標(biāo)系。一般來說，只以總體笛卡爾坐標(biāo)系（編號(hào)為0）將節(jié)點(diǎn)導(dǎo)入FEMFAT中。只有I-DEAS Universal文件例外。 Inside Box mm選項(xiàng)在Nodes標(biāo)簽下，才可用此選項(xiàng)以端點(diǎn)定義一個(gè)方框，檢查所有節(jié)點(diǎn)是否在此方框內(nèi)，如果是，則添加到當(dāng)前組 Based on Damage Values / Safety Factors選項(xiàng)此選項(xiàng)在“Node Based on“表下，只用于節(jié)點(diǎn)，且只有當(dāng)分析成功完成之后才可用。定義結(jié)果范圍之后，所有在損傷值或者安全系數(shù)范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)將保存在一個(gè)組中。 only one node per SPOT nugget選項(xiàng)將最危險(xiǎn)的焊點(diǎn)熔核也添加到組中。 Based on Isothermal Node Temperature選項(xiàng)只有與Nodes選項(xiàng)聯(lián)合，才可以使用此選項(xiàng)。必須先在Node Characteristics菜單下輸入等溫節(jié)點(diǎn)溫度，才能正確使用此選項(xiàng)。當(dāng)定義了溫度范圍之后，此范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)將存組。 Related to Node Label選項(xiàng)在Elements標(biāo)簽下，此選項(xiàng)將與某些有限元模型節(jié)點(diǎn)相連的單元存組。節(jié)點(diǎn)以可用的節(jié)點(diǎn)編號(hào)或者組編號(hào)來定義。 Material Table選項(xiàng)在Elements標(biāo)簽下才可以使用此選項(xiàng)。Material Tables由前處理軟件定義，包含分析所需所有材料數(shù)據(jù)。以編號(hào)將材料賦值給每個(gè)單元。FEMFAT可以用這些材料編號(hào)將單元存組。這些單元相關(guān)材料編號(hào)是有限元前處理參數(shù)，與FEMFAT中節(jié)點(diǎn)相關(guān)材料索引編號(hào)無關(guān)： 在FEMFAT中，單元相關(guān)材料編號(hào)只用于創(chuàng)建組，不用于材料指定。 節(jié)點(diǎn)相關(guān)材料參數(shù)用于FEMFAT疲勞分析。 Physical Table選項(xiàng)在有限元前處理軟件中，根據(jù)類型，每個(gè)單元都被賦予某種屬性（殼單元厚度，等等），這些屬性通常保存在Physical Tables。將這些單元導(dǎo)入FEMFAT，輸入Physical Tables編號(hào)（或者范圍），將其添加到當(dāng)前組中。 Element Type單元利用FEMFAT可以在殼和實(shí)體單元節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行疲勞分析。在此選項(xiàng)的下拉菜單中，可以定義單元類型組。 圖 6 單元類型下拉列表對(duì)于同時(shí)屬于殼單元和實(shí)體單元的節(jié)點(diǎn)的疲勞分析，此選項(xiàng)特別關(guān)注。這種情況下，如果不同類型單元連接點(diǎn)的應(yīng)力分布錯(cuò)誤，存在使用錯(cuò)誤應(yīng)力的危險(xiǎn)。2.2.2 將節(jié)點(diǎn)/單元添加到組中為方便將節(jié)點(diǎn)和單元添加到當(dāng)前組中，必須先將其在Create/Modify Group Entries中定義（類似于創(chuàng)建組）。點(diǎn)擊打開Add to Group對(duì)話框，顯示被添加的對(duì)象數(shù)目。點(diǎn)擊完成添加，取消點(diǎn)擊。2.2.3 移除組中的節(jié)點(diǎn)/單元與將節(jié)點(diǎn)和單元添加到組中一樣，也可以移除。在“Create/Modify Group Entries”中指定之后，點(diǎn)擊打開“Remove from Group”對(duì)話框，顯示被添加的對(duì)象的數(shù)目。點(diǎn)擊完成添加，取消點(diǎn)擊。2.2.4 DETAILED RESULTS組圖 7 - 組菜單- 詳細(xì)結(jié)果點(diǎn)擊“DETAILED RESULTS“按鈕將創(chuàng)建一個(gè)名為“Detailed Results”的組，對(duì)應(yīng)于設(shè)置。此組節(jié)點(diǎn)的以下附加的詳細(xì)信息將輸出到fps文件中： S/N曲線 Haigh diagram 應(yīng)力歷程 (用于MAX 分析) 損傷時(shí)間特性(用于MAX分析)此組可以為： 分析組本身，或 一個(gè)參考組，即導(dǎo)入文件的或FEMFAT顯示的所有分析組及相應(yīng)的特殊組中的所有節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)由于這種情況下的詳細(xì)輸出（見SPOT用戶手冊(cè)Chapter 5.1），此組也可與SPOT分析相結(jié)合。2.2.5 組重命名點(diǎn)擊，將已經(jīng)保存的組賦予一個(gè)新的名稱和編號(hào)。2.2.6 組節(jié)點(diǎn)/單元列表當(dāng)前組的節(jié)點(diǎn)和單元可以列表顯示。點(diǎn)擊打開Group List對(duì)話框，其中可以通過列表或者編號(hào)選擇當(dāng)前組的單元或者節(jié)點(diǎn)，搜索到之后，將突出顯示。2.2.7 刪除組可以刪除當(dāng)前組。作為防止誤刪的安全措施，Delete Group對(duì)話框打開，確認(rèn)或者 。Delete All可以同時(shí)刪除所有組。2.2.8 自動(dòng)創(chuàng)建分析組 為正確完成FEMFAT當(dāng)前分析組所有節(jié)點(diǎn)分析，必須在此組邊界邊界上擴(kuò)展一排節(jié)點(diǎn)和兩排單元，這樣應(yīng)力平均和應(yīng)力梯度才能正確，包括邊界節(jié)點(diǎn)?？梢宰詣?dòng)完成此目的。點(diǎn)擊之后，所有正確分析所需的節(jié)點(diǎn)和單元將添加到當(dāng)前組中。這可以應(yīng)用于基礎(chǔ)材料和焊點(diǎn)焊縫節(jié)點(diǎn)。2.2.9 從fps文件導(dǎo)入組對(duì)于FEMFAT VISUALIZER 版本3.0，有一個(gè)選項(xiàng)可以直接用VISUALIZER定義節(jié)點(diǎn)組（見VISUALIZER手冊(cè)Chapter 4.10）。除現(xiàn)有的組之外，這些信息保存在永久中間文件（*.fps）中。通過點(diǎn)擊Import from fps按鈕，所有組信息從fps文件導(dǎo)入FEMFAT中。F注意：目前，只有在VISUALIZER中只能創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)組。為能夠利用這些組做分析，必須手動(dòng)添加對(duì)應(yīng)的單元或者點(diǎn)擊按鈕（見上一章節(jié)）。2.2.10 輸入和輸出組這項(xiàng)功能允許以HyperMesh格式輸入和輸出組。輸出時(shí)，當(dāng)前組所有內(nèi)容將輸出。如果組包含節(jié)點(diǎn)和單元，則寫出兩個(gè)集：一個(gè)包含節(jié)點(diǎn)，另一個(gè)包含單元。相同的基本名稱將賦給兩個(gè)集，也就是，各自的FEMFAT組名；“節(jié)點(diǎn)組”賦予_nodes后綴，“單元組”賦予_elems后綴。輸出的集的編號(hào)總是從1開始。如果組名包含空格，則以下劃線代替空格，因?yàn)镠yperMesh無法處理集名稱中的空格。將FEMFAT組導(dǎo)入Hypermesh時(shí)，需要注意一下內(nèi)容：w 必須用FEM overwrite導(dǎo)入文件w 導(dǎo)入文件之間，必須檢查id offsers菜單中的集編號(hào)，以避免覆蓋集定義。當(dāng)導(dǎo)入HyperMesh組文件，在最大FEMFAT組編號(hào)之后添加集定義。如果HyperMesh文件中有兩個(gè)集，文件名只有后綴_nodes或_elems不同，則這兩個(gè)集將合并到一個(gè)FEFMAT組中。2.3 Stress data應(yīng)力數(shù)據(jù)G有限元分析得到的單元應(yīng)力結(jié)果作為記錄保存在文件中。FEMFAT假設(shè)這些應(yīng)力得自線性分析，且為總體笛卡爾坐標(biāo)系中單元節(jié)點(diǎn)上非平均單元應(yīng)力（例外情況見接口手冊(cè)）。如果此先決條件未滿足，則軟件會(huì)發(fā)生解釋錯(cuò)誤，導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)果。除應(yīng)力之外，單元力和單元節(jié)點(diǎn)力也會(huì)導(dǎo)入，前提是有NASTRAN OP2或MEDINA格式的數(shù)據(jù)可供使用：單元節(jié)點(diǎn)力：如果Read Nodal Force檢查框被激活，應(yīng)力數(shù)據(jù)導(dǎo)入之后，單元節(jié)點(diǎn)力將自動(dòng)導(dǎo)入?？梢杂么诵畔⑦M(jìn)行基于力法的焊縫（SSZ/MSZ 法）或者焊點(diǎn)（CHEXA）評(píng)估。如果實(shí)際上以力法進(jìn)行焊縫或者焊點(diǎn)的分析，推薦只導(dǎo)入節(jié)點(diǎn)力，因?yàn)閷?duì)內(nèi)存的要求非常高。單元力：即使Read Nodal Force檢查框未被激活，應(yīng)力數(shù)據(jù)導(dǎo)入之后，單元節(jié)點(diǎn)力也將自動(dòng)導(dǎo)入?？梢杂么肆π畔⑦M(jìn)行基于力法的焊點(diǎn)評(píng)估（JSAE method）。導(dǎo)入的單元和節(jié)點(diǎn)力數(shù)量顯示在GUI中。FEMFAT使用應(yīng)力幅值和平均應(yīng)力進(jìn)行損傷分析。然后，也可以導(dǎo)入最大和最小應(yīng)力，F(xiàn)EMFAT將自動(dòng)地將其轉(zhuǎn)化為幅值和平均應(yīng)力。除平均應(yīng)力之外，也可以考慮恒定作用應(yīng)力（例如，螺栓預(yù)應(yīng)力、殘余應(yīng)力等等）。數(shù)據(jù)類型FEMFAT 提供三個(gè)內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)，可以用于保存和編輯應(yīng)力： 應(yīng)力幅值或最大應(yīng)力 平均應(yīng)力或最小應(yīng)力 恒定應(yīng)力(例如，螺栓預(yù)應(yīng)力)和一個(gè)臨時(shí)應(yīng)力數(shù)據(jù)類型。這允許以基本載荷工況進(jìn)行載荷組合，但不用于分析。圖8 應(yīng)力數(shù)據(jù)2.3.1 文件格式詳細(xì)的FEMFAT可用的文件格式可見FEMFAT接口用戶手冊(cè)。如果需要利用不同的文件格式，請(qǐng)聯(lián)系FEMFAT支持團(tuán)隊(duì)。2.3.2 數(shù)據(jù)分配（ABAQUS FIL, NASTRAN OP2, PERMAS POST）您可以選擇節(jié)點(diǎn)平均應(yīng)力和單元節(jié)點(diǎn)應(yīng)力，然而都必須輸出到應(yīng)力記錄文件中。（無法同時(shí)輸入節(jié)點(diǎn)平均幅值應(yīng)力和相應(yīng)的單元節(jié)點(diǎn)平均應(yīng)力。）應(yīng)該注意的是只能通過實(shí)體單元導(dǎo)入節(jié)點(diǎn)平均應(yīng)力，因此無法以此進(jìn)行焊點(diǎn)焊縫分析。2.3.3 數(shù)據(jù)類型 應(yīng)力幅值作用在零部件上的交變應(yīng)力導(dǎo)致了材料疲勞，通常以裂紋的形式表現(xiàn)。應(yīng)力幅值用于描述這些交變應(yīng)力。這描述了載荷的一個(gè)特定水平。載荷幅值分布和應(yīng)力幅值由基本載荷譜描述。載荷譜和應(yīng)力記錄之間必須有適當(dāng)?shù)膮f(xié)調(diào)。 平均應(yīng)力當(dāng)計(jì)算疲勞極限安全系數(shù)時(shí)，所定義的平均應(yīng)力可以改變?cè)S用應(yīng)力幅值（通過Haigh diagram）。當(dāng)使用雨流譜進(jìn)行損傷分析時(shí)，此記錄描述在給定應(yīng)力幅值情況下的靜態(tài)平均應(yīng)力。 最大應(yīng)力、最小應(yīng)力實(shí)際上FEMFAT的分析是基于應(yīng)力幅值和平均應(yīng)力。因此，當(dāng)開始分析時(shí)，用Check Input Data選項(xiàng)將最大最小應(yīng)力轉(zhuǎn)化為幅值應(yīng)力或者平均應(yīng)力。 恒定應(yīng)力 當(dāng)計(jì)算疲勞極限安全系數(shù)時(shí)，所定義的殘余應(yīng)力可以改變?cè)S用應(yīng)力幅值（通過Haigh diagram，與平均應(yīng)力類似）。當(dāng)使用雨流譜進(jìn)行損傷分析時(shí)，對(duì)于所有應(yīng)力幅值和平均應(yīng)力，此記錄描述一個(gè)恒定的預(yù)載荷（殘余應(yīng)力）。殘余應(yīng)力總是添加到當(dāng)前平均應(yīng)力中。 臨時(shí)應(yīng)力記錄當(dāng)有限元分析結(jié)束之后，此記錄用于通過幾個(gè)載荷工況的線性疊加生成應(yīng)力記錄。選擇合適的記錄，可以通過載荷工況的任意疊加來描述幅值、平均和恒定應(yīng)力。2.3.4 輸入應(yīng)力文件如何完成輸入應(yīng)力記錄之前必須先指定文件格式和數(shù)據(jù)類型。然后可以用搜索指定文件。另一種是直接輸入完整的文件名，包括路徑。一旦指定文件之后，將自動(dòng)搜索應(yīng)力記錄（單元節(jié)點(diǎn)應(yīng)力）。搜索到之后，Dataset Selection對(duì)話框?qū)⒋蜷_，點(diǎn)擊確認(rèn)以輸入記錄。之前定義的不同的應(yīng)力數(shù)據(jù)將被覆蓋。如果接口無法找到文件，可以用以下對(duì)話框輸入數(shù)據(jù)：如果在 Import Data Record 對(duì)話框中點(diǎn)擊了，將在文件中搜索進(jìn)一步的應(yīng)力數(shù)據(jù)記錄。如果沒有搜索到，必須點(diǎn)擊再次搜索。G如果選擇Amplitude作為應(yīng)力記錄，但并不存在，那么將為數(shù)據(jù)類型Mean自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)區(qū)，即在內(nèi)部復(fù)制幅值應(yīng)力作為平均應(yīng)力。但是，反之不成立。輸入應(yīng)力和模型的文件格式完全互相獨(dú)立。因此可以用NASTRAN DAT文件輸入模型數(shù)據(jù)，例如節(jié)點(diǎn)和單元，但以I-DEAS Universal文件輸入應(yīng)力數(shù)據(jù)。當(dāng)然前提假設(shè)是兩種文件中的模型相同，這在FEMFAT不作檢查?？梢詮腘ASTRAN OP2和MEDINA文件中導(dǎo)入節(jié)點(diǎn)力： NASTRAN OP2o 如果在OP2文件中有單元力結(jié)果數(shù)據(jù)，輸入應(yīng)力數(shù)據(jù)之后將自動(dòng)導(dǎo)入?？梢杂么肆π畔⑦M(jìn)行基于力法的焊點(diǎn)分析。o 如果在OP2文件中有節(jié)點(diǎn)力數(shù)據(jù)，假設(shè) Read Nodal Force 檢查框激活，導(dǎo)入應(yīng)力數(shù)據(jù)之后將自動(dòng)導(dǎo)入（見圖9；詳細(xì)描述見此章節(jié)的開始部分）。 圖 9 從NASTRAN OP2導(dǎo)入節(jié)點(diǎn)力BASIC模塊下在應(yīng)力數(shù)據(jù)菜單中可以檢查包含力的單元和節(jié)點(diǎn)數(shù)量。 MEDINAo 如果在MEDINA BOF文件中有節(jié)點(diǎn)力數(shù)據(jù)，假設(shè) Read Nodal Force 檢查框激活，導(dǎo)入應(yīng)力數(shù)據(jù)之后將自動(dòng)導(dǎo)入（見圖9）。2.3.5 文件操作刪除當(dāng)前應(yīng)力記錄。所有保存在記錄中的應(yīng)力數(shù)據(jù)都乘以一個(gè)給定的系數(shù)。有限元模型用單位載荷頻繁計(jì)算，常常產(chǎn)生不是FEMFAT分析期望的應(yīng)力數(shù)據(jù)。G為清晰和可理解，這一階段推薦不對(duì)這一階段可能需要的應(yīng)力數(shù)據(jù)做調(diào)整，而是在開始分析之前，用 Multiplication Factors中的Analysis parameters菜單項(xiàng)直接處理。如果所選擇的數(shù)據(jù)類型是amplitude, mean應(yīng)力（或者是upper應(yīng)力, lower應(yīng)力）或者是constant應(yīng)力，將臨時(shí)應(yīng)力記錄中的應(yīng)力數(shù)據(jù)復(fù)制到當(dāng)前應(yīng)力記錄中。應(yīng)力記錄中的任何數(shù)據(jù)將被覆蓋。如果所選是temporary，需要指定被復(fù)制的記錄中的數(shù)據(jù)類型（應(yīng)力幅值、平均應(yīng)力或者最大和最小應(yīng)力、或者恒定應(yīng)力）。之后，應(yīng)力幅值、平均應(yīng)力（或者最大最小應(yīng)力）或