争论这些人中谁的肌肉伸展得最多，谁可能在疲劳时首先失败是没有意义的。 这是因为我们拥有世界一流的 FEA 解决方案来为我们做到这一点。 显示这些特征背后的想法是认识到很难根据载荷的应用来分析预测损坏的位置和严重程度。 此外，在现实生活中施加载荷的方式有无限多种，因此强大的疲劳解决方案应该具有适用于不同载荷场景的强大工具箱。
让我们从左到右称这些 Hercules 先生为 X 先生、Y 先生、Z 先生和 W 先生。 X 先生同时搬运多个货物，而 Y 先生、Z 先生和 W 先生搬运单个货物。 Z 先生有一个独特的情况，即所有负载均从顶部施加在单手上。 W先生的痛苦在图像中可以很好地体现出来，他的手上承受着沉重的负担，而所有的损伤都发生在他的下背部。 X 先生承受的负载最重，但他可能不是第一个感到疲劳的人，因为负载均匀分布在他的背部。 我们越想谁会先淘汰，我们就越感到困惑。
设计产品并负责在产品上粘贴保修标签的工程师也面临着类似的情况，除了那些使用 SIMULIA 耐用性解决方案进行生命周期和损坏估计的工程师之外。 虽然执行精确的耐久性模拟存在许多挑战，但在本博客中，我们仅关注不同的加载场景以及如何在 Fe-Safe 中捕获它们。
不同负载场景的耐久性
负载场景包括负载本身的性质及其应用。 负载可以是恒幅负载，也可以是变幅负载。 例如，曲轴运动产生的载荷是恒幅载荷，而粗糙路面坑洼产生的载荷是变幅载荷。
如前所述，可能有几个负载同时作用，无论是在同一位置还是在多个位置。 如果模型是非线性的，则必须在相应的有限元分析中解决加载场景。 然而，在线性模型的情况下，单独执行单位载荷 FEA 是有意义的， 规模和合并 负载的耐久性。 Fe-Safe 能够将单个负载中的负载组合起来。
雨流算法：疲劳始终以循环次数计算，因为每个循环都会累积与其相关的损坏。 接下来的大问题是如何计算变幅负载的周期数！ 看起来好吵啊。 答案是经过行业验证的雨流计数方法，该方法可以计算可变负载的有效周期数。
此外，低于耐力极限的可变负载也会导致疲劳。 Fe-Safe 通过在幅度可变的情况下修改 SN 曲线来解决这种奇怪但真实的物理行为。 在现实生活中，大多数损坏来自于由于可变振幅负载而导致的负载振幅低于耐久极限。
Fe-Safe 中的非线性耐久性建模
回顾一下非线性分为三大类：几何非线性、材料非线性和接触非线性。 在这两种情况下，载荷叠加方法都不起作用。 虽然 Fe-Safe 仍然是市场上解决非线性耐久性案例的最佳选择，但还需要具有竞争力的非线性 FEA 求解器才能获得正确的应力。 该求解器是 巴克斯 当然。
最简单的情况是大变形中的非线性几何。 一个常见的例子是曲轴通过活塞点火移动（假设没有蠕变和热疲劳）。 在大运动问题中，单位载荷和叠加不起作用。 整个运动应力分析应首先在非线性有限元分析中完成。 稍后应向 Fe-Safe 提供压力数据集序列。
下一个非线性方面是材料。 使用 Neuber 塑性校正可以轻松解决 Fe-Safe 中的局部塑性问题。 FEA 模型中无需进行任何更改。 全局塑性需要 FEA 模型中的非线性材料定义。 Fe-Safe 需要来自 FEA 分析结果的应力和应变输入。 全塑性事件本质上通常是非常低的周期和高振幅，例如热机械和弹性体疲劳。
多块加载
许多现实生活中的负载场景本质上是连续的，其中疲劳事件是一个接一个地链接在一起的。 它在交通和移动行业中更为常见。 以一辆汽车在不同类型的地形上行驶 100 英里的例子为例。 每个地形都有自己的道路，其特征是所用砾石、坑洼、减速带等的类型。在 Fe-Safe 意义上，每个地形在三维空间中都有自己的可变负载信号。
这种多事件场景的疲劳分析需要 Fe-Safe 中提供的多块加载方法。 每个块都有自己的可变负载信号，与各自方向上的单位负载应力张量相关。 这些块一层一层地堆叠在一起。 如果排序很重要，可以考虑。 Fe-Safe 可以计算事件的总疲劳寿命以及每个块造成的损坏，以便更深入地了解损坏周期。 在非线性的情况下，每个块中的可变载荷信号被应力应变数据集替换。
Fe-Safe 是一个非常全面的疲劳代码。 有许多高级负载场景可用，例如高循环和低循环负载的组合、基于噪声和振动的疲劳（包括 PSD）。