1、MSC.Fatigue久負盛譽的高級疲勞分析軟件MSC.Fatigue是MSC.Software公司與英國謝非爾德nCode國際公司（nCode International）緊密合作的基礎上發展起來的高級疲勞分析軟件。nCode公司在全球的疲勞與壽命領域久負盛譽。耐久性虛擬試驗 在產品設計階段使用MSC.Fatigue，可在設計制造過程之前進行疲勞分析，并為集成的壽命管理創造一個MCAE環境，真實地預測產品的壽命，極大地降低生產原型機和進行疲勞壽命測試所帶來的巨額開銷。MSC.Fatigue已經使世界眾多的知名公司和企業從中獲得巨大的經濟效益。涉及從空間站、飛機發動機到汽車、鐵路，從空調、洗衣

2、機等家電產品到電子通訊系統，從艦船到石油化工，從內燃機、核能、電站設備到通用機械制造等各個領域。早期疲勞分析可提高產品的可靠性，增強客戶對產品性能的信心，同時也可減少售后保修維護等費用，避免產品招回等難以預計的嚴重后果。一MSC.Fatigue 特色l 可與MSC.Patran完全集成；l 支持多種有限元軟件的求解結果；l 自帶大量的材料疲勞特性數據庫l 獨特的隨機振動條件下的疲勞壽命；l 獨特的旋轉車輪的疲勞分析；l 具有重設計循環能力，進行真實載荷工況仿真;l 支持Msc.Nastran所有的CWELD 選項 ALIGN, GRIDID, ELEMID, PARTPAT & ELP

3、AT,3-層板連接處理, 支持XDB 和 .op2 文件;l Windows-Unix 無限制交互通訊;二MSC.Fatigue 功能模塊1MSC.Fatigue疲勞壽命分析前后處理器疲勞分析的流程一般有五步：1）輸入循環材料特性2） 輸入時變載荷(或頻域)3） 輸入幾何信息(有限元應力或應變)4）執行疲勞求解5）計算結果的可視化處理MSC.Fatigue采用MSC.Patran作為前后處理器，其界面按照疲勞分析的流程而設計，可有效引導用戶一步步完成疲勞分析。同時可十分方便地對輸入參數進行修改，以判斷結構的疲勞靈敏度及進行優化設計。可直接讀入多種有限元軟件的計算結果進行疲勞壽命分析，支持的有限

4、元軟件和文件格式有：l MSC.Patran 的中性文件及外部(單元、節點等)結果文件l MSC.Patran、MSC.FEA、MSC.AFEA結果文件l MSC.Nastran的OUTPUT2文件、.xdb結果文件及bulk數據文件等l MSC.Marc結果文件l ABAQUS結果文件l ANSYS結果文件l SDRC通用文件MSC.Fatigue的分析結果及輸入的有限元結果可通過不同的方式進行顯示處理，包括：l 比例階梯圖、云文圖、等值線圖及文字報告包括損傷(線性和對數比例)、壽命重復及用戶單位定義(線性和對數比例)、安全因子、雙軸預估參數l 殘余度、殘余應力、比例因子的靈敏度顯示l 快速

5、圖形顯示最大損傷區域，最差安全系數和最大雙軸l 訪問材料庫，時間歷程庫，載荷歷程庫l MPVXMUL讀取的文件多達999個2MSC.Fatigue Basic 全壽命及初始裂紋分析 MSC.Fatigue Basic根據有限元模型提供的結構應力或應變分布、結構載荷的變化、材料的疲勞特性等條件預測結構壽命。分析中既可采用傳統的S-N方法，也可采用更加現代的局部應變法（或稱初始裂紋法）。全壽命法，即通常所說的應力壽命法或S-N方法，并不嚴格區分裂紋產生和裂紋擴展，而是給出結構發生失效前的全壽命估計。初始裂紋法，即初始裂紋模型（或應變-壽命（-N）模型），為預測產品產生初始裂紋壽命提供依據。初始裂紋

6、法和全壽命法所共有的特點為：l 雨流循環計數，矩陣（bin）大小可變（32，64，128）l 統計余度參數l 表面光潔度/表面處理修正l Palmgren-Miner線性損傷累積，可變Miner累積量(>0，缺省值為1.0)l 自定義壽命l 多軸應力狀態評估l 安全因子分析l 應力/應變張量的合成/分解：任意分量、主應力/主應變最大絕對值、帶符號的Von Mises等效值、帶符號的Tresca/Shear等效值3MSC.Fatigue Fracture 裂紋擴展分析MSC.Fatigue Fracture根據有限元計算結果、模型結構形狀，結構載荷的變化以及材料的疲勞特性等條件，預測裂紋的

7、擴展速率和時間。研究裂紋擴展常采用傳統的線彈性斷裂力學（LEFM）。裂紋擴展法有以下特點：l Kitagawa最小裂紋尺寸l 斷裂韌性破壞準則l 平均應力修正l 循環累計的雨流循環計數l 初始以及最終裂紋長度的確定l 平面應力修正l 切口效應建模l 遲滯以及閉合效應建模l 基于有效應力密度范圍的修正Paris原理l 用戶自定義壽命單位l 斷裂力學的三角求解（應力應力密度裂紋長度）l 與NASA/FLAGRO2.03的圖形接口l 應力/應變張量的合成分解：任意分量、主應力/主應變最大絕對值、帶符號的Von Mises等效值、帶符號的Tresca/Shear等效值4MSC.Fatigue Util

8、ities 高級疲勞和加載功能Utilities模塊所包含的高級適用的應用程序，可幫助MSC.Fatigue用戶收集，分析和處理諸如應力或應變時間歷程的測量值等數據，為進一步MSC.Fatigue分析做好準備。其具體應用可分為四大類：l 高級的載荷處理l 高級的疲勞分析和顯示l 文件傳送l 繪圖和打印5MSC.Fatigue Vibration 振動疲勞分析 MSC.Fatigue Vibration可預測結構或部件在隨機振動條件下的疲勞壽命。主要用于振動敏感系統，可以根據有限元分析所得的應力功率譜密度函數(PSD's)或傳遞函數，預估結構的疲勞壽命。當使用傳遞函數時，其功能可分成應力

9、響應過程和疲勞分析兩個部分。 MSC.Fatigue Vibration包含有最新的應力分析工具，能夠給出多載荷工況、頻域問題的求解方法，同時還包含對應力張量遷移性和雙軸檢查的最新進展。6MSC.Fatigue Spot Weld 點焊的疲勞壽命分析MSC.Fatigue.Spot Weld基于有限元分析，可預測兩塊金屬板在點焊連接處的疲勞壽命。計算中將結構的點焊看作是連接兩塊金屬板的CWELD 單元或者剛性單元，而金屬板用薄殼單元描述。該方法利用連接單元橫截面所受的力和力矩來計算焊接處的應力，然后采用S-N方法，完成結構的全壽命疲勞分析。焊點疲勞壽命分布 采用Spot Weld，可準確預測點

10、焊的疲勞壽命，優化點焊的數量和大小，從而降低制造成本，增加產品可靠性。如汽車的車身結構通常有數千甚至上萬個焊點。在生產流水線上，每一個機器手所能處理的點焊數量是有限的，因設計造成焊點布置不合理，其結果必然是無用焊點數增加，而每增加一個焊點就意味著生產線的成本增加3萬美元。CWELD焊點有限元模型7MSC.Fatigue Wheels車輪的疲勞壽命分析可以使用MSC.Fatigue Wheels對車輪或其它旋轉體進行疲勞分析，這些結構的特點為承受的載荷是沿著旋轉體的外圍傳播的。通過載荷施加到車輪連續扇區上而完成仿真分析。在MSC.Fatigue中所有載荷工況的定義使用"Loading&

11、quot;，用戶界面非常容易處理，并且使用每個載荷工況的應力結果。可以繪出載荷施加到車輪連續扇區上，車輪上每一個節點的應力-歷史。通過使用載荷工況的應力結果，可以確定旋轉變化的每一個節點的一個完整的應力時間歷史和疲勞損傷。可以在損傷最嚴重的表面角度為每一個節點繪出疲勞壽命和疲勞損傷云圖等方式顯示疲勞結果。MSC.Fatigue Wheels應用領域：l 所有類型的車輪或帶輪的交通工具。l 在循環載荷作用下的旋轉機械。8MSC.Fatigue Multiaxial 多軸初始裂紋分析 與常用的單軸或比例載荷情況不同，MSC.Fatigue Multiaxial采用了非比例、多軸應力狀態假設，并通過裂紋擴展法預估結構壽命，分析結構的安全系數。因此，