使用iSIGHT集成fesafe组件进行表面完整性灵敏度分析教程

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本文以受图示载荷的锥形悬臂钢梁作为对象，简要说明使用Isight中fe-safe组件进行表面粗糙度灵敏度的参数化研究。使用的有限元输入文件为odb文件。模型如下图所示。

（1）在Isight中创建工作流

启动Isight，使用已发布的fe-safe组件创建工作流，具体操作步骤如下：

1）拖拽fe-safe组件到默认工作流的水平箭头上，使其成为仿真工作流的一部分，如图所示。

2）双击fe-safe组件，弹出组件编辑器。

3）点击FEA solution file：旁边的按钮，打开相应文件夹，选择对应的有限元求解文件cantilever-2.odb，并点击Open。需要注意的是，组件自动建议将项目保存在该目录下。

在该面板下部，可以为项目选择一个不同的文件夹。本次操作将使用两个分析步中的所有增量步，因此在中间部分，需要取消只读分析步的最后一个增量步的对应选项。同时，编辑项目之前，需要进行相应的设置，使得fe-safe能够读取三维实体有限元模型的几何。

4）取消Extract just the last increment in a step*复选框。

5）选择Read Geometry复选框。

1）点击组件编辑器的右下角Edit Project…按钮，fe-safe将以组件模式打开。

2）设置有限元模型应力单位为MPa。

3）调整组，使得只有CANTILEVER_BEAM-1_PICKEDSET26和Default可用。

4）表面完整性设置定义为Value，并赋值为1.0。

5）将材料更改为SAE-1144。

6）定义载荷如下图所示。

7）退出fe-safe（组件模式），返回Isight界面中的fe-safe组件编辑器。

1）在Isight中的fe-safe组件编辑器中，从Groups>Analysis Group 1中选择Surface finish，将其设置为Isight的输入变量。

2）关闭组件编辑对话框。

3）保存Isight文件（扩展名为.zmf）。

4）左侧组件树中选择fe-safe，进入参数标签页，可以看到表面完完整性已作为输入变量添加到列表中，同时，疲劳寿命作为输出参数显示在列表中。将表面描述参数的类型改为Real，因为更改后的Kt值将返回到fe-safe中，并应用于循环中定义的后续分析。设置完毕的参数标签页如下图所示。

5）返回工作流标签页，将Task1组件更换为Loop组件。

6）左侧组件树中选择Loop，进入参数标签页，为该组件创建两个新参数gsf和clife，如下图所示。

7）接着在数据流标签页，完成Loop组件和fe-safe组件之间进行参数映射，如下图所示。

1）回到工作流标签页，双击循环组件，设置循环组件参数。循环类型为for循环，输入参数为gsf。

2）点击运行按钮会按F4，启动循环组件。

使用Isight运行门户的History标签页，可以看到循环组件运行的结果。在右侧的预览图窗口，可以看到数据的动态更新。

1）绘制gsf和clife的关系曲线图如下图所示。

该图显示，gsf值为1.0-2时，组件的灵敏度最高。之后，组件的灵敏度显著降低，gsf大于3时灵敏度相对而言几乎不变。这种类型的图可用于以下两种情况：

（a）找出表面粗糙度的改善量，使得结构能够满足指定的寿命要求。

（b）找出表面粗糙度降低的量，同时保持所需的结构寿命。这可用于减少成本以及组件的余量设计分析。

2）分别保存结果模型（扩展名为.zrf）和工作流模型（扩展名为.zmf）。

至此，表面粗糙度的敏度分析完成。

来源：有限元在线的博客，版权归作者所有。

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