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疲劳裂纹一体化分析软件平台SeniorWorks
公司介绍
1.定义
2.产品特征
3.技术优势
安徽积算信息科技有限公司是合肥市太泽透平技术有限公司和上海交通大学疲劳裂纹研究团队联合创立的以疲劳损伤容限设计仿真软件和技术服务为主要业务的高科技公司。
合肥市太泽透平技术有限公司是聚焦透平机械行业CAE工业设计软件研发和技术服务的高科技公司，自主开发的透平机械设计软件Turbotides，填补国内透平机械CAE软件空白,不仅实现国产替代而且成功打入国际市场。
上海交通大学疲劳损伤容限研究团队长期从事结构疲劳裂纹扩展及全寿命、材料的循环塑性本构理论、材料多尺度力学以及高性能计算固体力学研究，研究成果已应用于航空、航天、在役大型设备的评估。
我们依靠自主研发知识产权为基础，借力于全球专家团队，致力于仿真软件的自主研发，不断引领高端制造业数字化研发水平提升，与中国制造业共同转型与升级。
疲劳裂纹一体化分析软件平台SeniorWorks是一款集成疲劳分析与疲劳裂纹扩展分析的有限元分析软件平台，包含疲劳分析软件SeniorFatigue和疲劳裂纹扩展分析软件SeniorCrack。
疲劳分析软件SeniorFatigue可以基于SN曲线和EN曲线完成等比例和非等比例的多轴高、低周疲劳分析；
疲劳裂纹扩展分析软件SeniorCrack是一款三维裂纹疲劳扩展分析有限元软件，可以对任意复杂结构进行裂纹网格划分，分析三维裂纹扩展轨迹和寿命。
SeniorFatigue是一款疲劳分析软件，可以基于SN曲线和EN曲线完成非等比例的多轴高、低周疲劳分析。
SeniorCrack是一款三维裂纹疲劳扩展分析有限元软件，可以对任意复杂结构进行裂纹网格划分，分析三维裂纹扩展轨迹和寿命。
1.2 SeniorFatigue疲劳分析软件介绍
2.2 SeniorCrack疲劳裂纹扩展分析软件介绍
2.3 疲劳分析流程
2.4 疲劳裂纹扩展分析流程
l 拥有自主知识产权的国产化疲劳裂纹软件平台
l 疲劳裂纹一体化、可定制化
l 提供解析解、参数化有限元法、子结构法等多种求解方法
l 强大的国内技术团队，协助解决工程问题
3.1 材料库
3.3 多轴疲劳分析
3.3 多轴疲劳分析
l 材料库集成通用材料属性、疲劳材料属性和疲劳裂纹扩展材料属性
l 材料库可以自由进行单位系统转换
l 支持试验数据的导入和拟合
l 支持SN曲线、EN曲线、Forman公式、Paris公式、Walker公式及da/dN数据表格插值等材料模型，不同公式模型可进行动态转换
l 可根据条件查询数据，并进行结果的快速展示
l 在内网运行数据库服务器，允许内网用户在线访问，支持数据导入导出
l 查询到的材料数据形成计算公式
3.2 载荷谱
l 支持多谱块创建、多随机谱导入
l 载荷谱块可以任意缩放、拼接、合成等
l 雨流计数法提供分层等级和低载截除调整
l 提供多种疲劳分析方法、损伤准则和修正方法
l 基于SN曲线和EN曲线，进行高周疲劳分析和低周疲劳分析
l 支持单轴、多轴、等比例和非等比例加载计算
该模块基于有限元求解技术来计算断裂力学的相关参数，包含以下核心功能：
三维裂纹有限元参数化建模技术，包括角裂纹、表面裂纹、内嵌裂纹和贯穿裂纹：
l 含裂纹结构模型的全参数化构造（含载荷及边界条件）
l 裂纹尖端局部参数化建模
l 支持裂纹钝化
l 支持裂纹嵌入
l 支持多种格式导出（ABAQUS、ANSYS）
三维裂纹疲劳裂纹扩展寿命计算
l 支持角裂纹、表面裂纹、内嵌裂纹及贯穿裂纹应力强度因子计算分析
l 支持三维疲劳裂纹扩展寿命计算并输出相应结果
三维裂纹动态网格更新技术
3.4 解析解模块
3.6 参数化子模型
3.7 通用子结构模块
基于解析解公式方法求解应力强度因子和疲劳裂纹扩展寿命。
应力强度因子模型涵盖穿透裂纹、表面裂纹、角裂纹、内嵌裂纹和标准试验件模型。目标覆盖的裂纹模块由《航空应力强度因子手册》、《Stress Analysis of Cracks Handbook》等所提供，当前应力强度因子模型数量情况：
l 测试发布数量50个
l 开发完成300个
l 可以对任意复杂结构进行裂纹网格划分
l 提供SubModel和FullModel两种网格形式
l 较小裂纹计算保持高效率，较大裂纹计算保持高精度
l inp文件支持多种求解器求解
l 支持应力强度因子K、能量释放率G及J积分求解
4.客户价值
5.应用案例
（1）提高设计效率，提升设计品质
提供简易用的一体化国产自主疲劳裂纹分析平台，快速完成产品寿命方案设计以及参数优化
（2）帮助客户积累、固化设计经验，提升研发能力
使客户建立标准化、规范化的疲劳设计、仿真积试验流程，让成功的设计数据和资源更有效地服务与创新
（3）专业的工程资询服务
帮助客户挖出各种具有挑战性的工程设计项目和解决疑难的工程问题
典型工程应用：
近些年，随着共享单车的出现，自行车逐渐成为主要的城市短途出行方式。为了保证骑行时的安全，自行车的强度是极为重要的问题。自行车的设计不仅要考虑车架的静力强度，也需要考虑疲劳强度和疲劳寿命问题。
在典型工况下，车架有10万次以上的寿命。破坏主要集中在应力集中区域，包括车架杆件的拐角处，结构接触处等。
针对寿命较小区域进行优化，改进几何尺寸、优化载荷布局，提高自行车架疲劳强度。
曲轴疲劳失效意味着柴油机寿命的终结，为了保证柴油机可以长久可靠地工作，避免曲轴在设计寿命前发生疲劳失效是关键。
对曲轴进行疲劳分析，可以预测曲轴疲劳寿命和失效形式，以便及时维修检测，防止发生安全事故，指导曲轴的设计，提高柴油机的使用寿命。
基于EN曲线，采用局部应力应变法分析低周疲劳问题，其循环寿命为5534次。
5.1.2 自行车架疲劳寿命分析
涡轮叶片因其几何复杂，其叶缘的裂纹网格难以划分。
SeniorCrack软件中，SubModel模块可以对任意复杂结构进行网格划分，通过局部网格边界条件求解裂纹相关断裂参数，包括应力强度因子K、能量释放率G和J积分等参数。
涡轮和轴通过旋转摩擦焊进行焊接，焊接面的焊接质量判断通过先取样后拉伸的步骤进行判定。造成方式是破坏式试验，成本高，效率低。
将无损探伤和损伤容限分析结合，形成无损探伤、缺陷判定、余寿分析的综合解决方案。
l 降低了缺陷检测成本
l 提高了检测效率
l 产品剩余寿命的再利用
油管是在石油开采过程中，将原油和天然气输送到地面的管道。
由于油管经常接触酸化液等腐蚀性介质，其管壁会发生点蚀。油管工作过程中会受到振动、弯曲、扭转以及自重等载荷作用，在这些载荷作用下点蚀坑处会产生严重的应力集中，并逐渐萌生出裂纹，随着裂纹的扩展，最终导致油管断裂失效。
地铁转向架上连杆检修时，使用无损探伤检测出表面出现裂纹，面临含有裂纹是否能继续使用和怎么制定检修周期的问题。
结构的大部分疲劳裂纹扩展寿命集中在小尺寸阶段，随着尺寸增大，进入快速扩展阶段并导致结构失效。针对不同初始裂纹尺寸下的余寿进行分析，合理的安排检修周期，避免一个检修周期内裂纹扩展至失效。
6.应用领域
SeniorCrack可用在需要精确地估算机械结构的零构件的疲劳寿命，保证在服役期内零构件不会发生疲劳失效，以及需要采用经济而有效的技术和管理措施延长疲劳寿命的任何领域，如：
l 航空工业
l 发动机及透平机械
l 核工业、管道及压力容器
l 制造业
l 石化及海洋工程
l 高铁、工程车辆
l 齿轮传动与连杆
典型工程应用：
l 评估不同设计方案的寿命，进行优化设计，提高寿命
l 对不可检结构给出最大允许初始损伤
l 对可检结构给出检修周期
l 为加工工艺（如表面处理）的改进提供指导
l 结构安全性和可靠性评估
l 计算剩余寿命和剩余强度
l 重现破坏过程，确定原因
l 确定维修方案