ICE-flow DesignLife 简明入门教程
内容简介
内容简介
教程1 软件界面及组成模块 (1)
本教程介绍DesignLife的界面，及软件的各个组成模块的基本功能。
教程2 SN法疲劳分析 (5)
本教程先简单回顾基于有限元计算结果进行疲劳分析的思路，即著名的“疲劳五框图”。然后通过一个简单的支架结构疲劳分析介绍如何在DesignLife中建立SN方法疲劳寿命分析流程，包括有限元结果的导入、疲劳载荷的定义、材料疲劳性能的定义、计算结果的后处理、HotSpot Detection应用等。
通过保存创建好的流程和类似分析任务的重新调用，介绍了流程模板及其应用、材料疲劳性能的自定义生成等。
教程3 点焊疲劳分析 (22)
本教程针对上一主题中的shock tower构件进行点焊疲劳寿命计算分析。该构件为多个薄板件通过点焊连接而成，搭建点焊疲劳寿命分析流程对该构件的焊点在承受给定循环载荷下疲劳寿命进行计算分析，详细的点焊疲劳分析背景和理论请参见软件在线帮助相关内容。
将本主题中的点焊疲劳分析任务与教程2中的结构SN疲劳分析任务合并在一个流程里执行，让用户体会DesignLife软件的灵活性和强大功能。
结束语 (30)
教程1 软件界面及组成模块
学习目标
本教程介绍DesignLife的界面，及软件的各个组成模块的基本功能。
本教程包含如下主题
主题1：了解DesignLife的启动方式和界面。
主题2：介绍DesignLife的各个组成模块。
学习准备
计算机中安装了最新版本的ICE-flow DesignLife。
注：学习本教程之前，用户应该熟悉ICE-flow DesignLife所共享的操作平台ICE-flow Glyphworks的基本操作方式和风格，可参考《ICE-flow Glyphworks简明入门教程》。
本主题中，用户将学习到DesignLife的启动方法及其软件界面。
DesignLife与GlyphWorks共享同一个操作平台，有相同的启动方法和操作风格。
启动DesignLife
如下图所示，从开始菜单或桌面图标快捷方式均可启动ICE-flow软件。
DesignLife提供工作文件夹的选择。该文件
夹是存储与此项目相关的所有数据的地方。这里
所选择的文件夹将用于存储所有生成的模型和数
据文件。
软件启动后，点击左边栏Processing菜单下
的GlyphWorks应用程序图标，即可进入软件主界
面，在右边的Glyph面板中选择DesignLife，可见DesignLife的所有组成模块，如下图所示。
本主题中，将介绍DesignLife 的组成模块及其功能。
DesignLife 提供了一系列标准的组成模块，各模块及其功能描述如下表所示。
模块分类
Glyph 图标 功能描述 有限元结果输入FE Input ：有限元模型和结果输入
Dang Van CAE Fatigue ：用于分析高周疲劳问题，
用Dang Van 方法计算基于疲劳极限准则的安全因
子。
SN CAE Fatigue ：用S-N 曲线分析计算高周疲劳问
题。
EN CAE Fatigue ：基于局部应变法的低周疲劳问题
分析计算，可处理显著的循环塑性现象。
Hot Spot Detection ：根据疲劳计算结果识别出模型
中的关键区域，如前10个损伤最大区域并标记出每
个区域中的最危险节点。
CAE 疲劳分析
Spot Weld CAE Fatigue ：用于焊点疲劳分析计算。 Seam Weld CAE Fatigue ：用于焊缝疲劳分析计算。
Vibration CAE Fatigue ：用于模拟振动试验工况下的
疲劳计算，应用PSD 或正弦扫频载荷输入。
Blank Configuration ：用户自定义疲劳分析glyph 。
FE Display ：用于显示有限元模型和疲劳分析结果。
显示分析结果 有限元结果输出 FE Output ：有限元结果输出，用于输出不同的有限
元结果以在不同的后处理器中进行后处理。
教程1小结
通过教程1的学习，用户应该掌握：
z DesignLife软件的启动及其界面和操作风格方式；
z D
esignLife软件的组成模块及其基本功能应用。
SN 法疲劳分析
学习即著名的“疲劳五框图”。然后通过一个简单的支架结构疲劳分析介绍如何在DesignLife 中建立SN 方法疲劳寿命分析流程，包括有限元结果的导入、疲劳载荷的定义、材料疲劳性能的定义、计算结果的后处理、HotSpot Detection 应用等。
通过保存创建好的流程和类似分析任务的重新调用，介绍了流程模板及其应用、材料疲劳性能的自定义生成等。
本教程包含如下主题
主题1：疲劳五框图回顾。
主题2：SN 疲劳分析流程的建立。
主题3：疲劳分析结果的后处理。
主题4：分析流程的重复调用。
学习准备
完成教程1。如下文件存在于当前工作目录：
bracket.rst
bracket.dac
shock.op2
load01.dac
load02.dac
load03.dac
教程2
目标
本教程先简单回顾基于有限元计算结果进行疲劳分析的思路，
主题1 疲劳五框图回顾
本主题中，我们将简单回顾著名的疲劳分析五框图，可帮助用户理解CAE 疲劳分析的一般思路有助于理解glyphs 的概念和在DesignLife 中通过多个glyphs 搭建计算流程的方法。
和过程，同时也
从上面的疲劳分析五框看出，在进行结构疲劳分析之前需要掌握的三个主要信息，即：结构所承受的循环载荷、结构的几何即有限元分析结果、结构材料的疲劳性能。基于此调用相应的疲劳分/损伤分析，在后处理环境中可对计算结果进行评估分析，对设计方案进行优化。
同时，通过该五框图用户也可了解DesignLife 软件界面的操作风格，即通过各个不同功能的glyp 搭建起分析流程，配置好相关参数，运行该流程即进行疲劳计算分析。
的SN 方法或EN 方法的背景可参考《ICE-flow Glyphworks 简明入门教程》中的教程4、5图即可清楚析模型即可进行相关的疲劳寿命h 更为详细，以及DesignLife 软件的在线帮助文档。
的建立
分析背景
一个固定于横梁上的L 型支架承受如图所示的循环载荷，已知支架材料为碳素钢SAE1035_169_CON ，欲计算分析该支架在此循环载荷作用下的疲劳寿命情况。
主题2 SN 疲劳分析流程
本主题中，我们将详细介绍一个简单L 型支架结构的SN 疲劳寿命分析流程的建立。
z 基于有限元分析软件ANSYS 的支架静强度分析结果bracket.rst ；
z 支架所承受的循环载荷bracket.dac ；
z 支架材料碳素钢SAE1035_169_CON 。
搭建分析流程
将准备好的的有限元静强度计算结果文件bracket.rst 和循环载荷文件bracket.dac 复制到当前工作文件夹，进入DesignLife 界面。
1．从左边的可调用数据窗口拖拉bracket.rst 文件到工作区域，点击Display 按钮并放大该glyph 以预览有限元模型和结果，可对模型进行缩放、旋转和选择不同显示方式、显示不同结果等等操作，如下图所示。
2．从左边的可调用数据窗口拖拉bracket.dac文件到工作区域，点击Display按钮并放大该glyph 以预览循环载荷，如下图所示。
3．从右边的Glyph面板的DesignLife子面板中拖拉SN CAE Fatigue Glyph到工作区域，并连接到有限元模型输入glyph的输出端子上，将自动创建一个连接管道，还需手工连接循环载荷glyph的输出端子和SN CAE Fatigue glyph的另一个输入端子，如下图所示。
4．从右边DesignLife子面板中拖拉FE Display glyph到工作区域，并连接到SN CAE Fatigue glyph的输出端子上，将自动创建一个连接管道，如下图所示。至此整个计算流程搭建完毕，还需对相应计算glyph的属性参数进行设置。
5．对SN CAE Fatigue glyph的材料属性参数进行设置，在该glyph上右击并选择“Edit material Mapping”，在弹出对话框中对材料参数进行设定，此时将弹出的“Run Flow？”对话框，选择“yes”按钮，对流程进行预分析。
在上半部分的窗口中点击选择“Default Material”，然后在下半部分的材料数据库窗口中选择对应的材料编号“Carbon Steel SAE1035_169_CON”，此时有2种方式均可对计算模型的材料进行设定：可直接拖拉该材料编号至上面已选择的材料参数窗口，也可点击按钮将选定的材料编号传输给上面的对应材料，如下图所示。同时用户还可尝试对材料设置中的不同参数进行修改，并查看计算结果的变化，如Kt、表面粗糙度等。
6．对SN CAE Fatigue glyph的载荷属性参数进行设置，在该glyph上右击并选择“Edit Load Mapping”，在弹出对话框中对循环载荷参数进行设定，此时同样在弹出的“Run Flow？”对话框中选择“yes”按钮。
选择载荷类型为“Time Series ”，不选择自动配置“Auto-Configure ”，在“Load Case Assignments ”窗口中 “Load Case 1”的“Divider ”值设置为500，这是因为在有限元静强度计算时施加的静载荷为500N ，此时要对有限元静强度计算的应力结果进行名义化。
7．对SN CAE Fatigue glyph glyph Properties 在弹出属性参数框中相关属性进行设定，如“的属性参数进行设置，在该上右击并选择“”，MeanStressCorrection ”等。
Display glyph中，如图所示。
主题3 疲劳分析结果的后处理
DesignLife 子面板中拖拉Hot Spot Detection glyph 的输出端子上，将自动创建一个连接管道，然后手工的下面一个输入端子上，如下图所示。
本主题中，我们将讨论如何运用HotSpot Detection glyph 来对疲劳计算结果中的危险部位进行探测。
在上一个主题已搭建好的流程中，从右边到工作区域，并连接到SN CAE Fatigue glyph 连接其输出端子到FE Display glyph
重新运行计算流程，Hot Spot Detection glyph 将探测出前10个危险点，并将信息传输到FE Display glyph 中，最大化该结果显示glyph ，点击按钮，弹出Feature List 列表框，选择每个危险节点即可在模型中指示出其位置所在，如下图所示。
用户还可尝试对结果进行各种方式的查看和操作。
完成练习后，可对搭建好的流程进行保存，作为一个流程模板，以用于以后类似分析计算时重新调用，而无需从头开始搭建流程。点击菜单File/Save Process…，可命名为sn.flo 。
主题4 分析流程的重复调用
分析背景
某汽车构件shock tower ，承受如下图所示三个方向的循环载荷，已知该零部件材料的强度极限UTS ＝800MPa ，试估算其使用的疲劳寿命情况。有限元计算结果和循环载荷文件分别为shock.op2、load01~03.dac 。
本主题中，我们将调用上一个主题搭建好的流程，对另外一个承受多向循环载荷的结构进行疲劳计算和分析。
分析过程
本构件的有限元静强度分析在MSC.Nastran 中完成，分别对各个方向的加载工况单独进行了有限元强度分析，可在FE Input glyph 中进行查看。
1．清空当前工作区，点击菜单File/Open Process…，在弹出对话框中选择上一主题中保存下来的流程模板sn.flo 。在工作区可见该流程模板，所有的glyph 中数据均为空。
shock.op2、load1~3.dac 到FE Input1和TS Input1。注意，应同时拖拉三个通道的载荷到，并选择同时显示个通道，如下图所示。2．从左边的可调用数据窗口分别拖拉TS Input13
用户可对读入的有限元模型和静强度计算结果进行查看，分别观察不同Load Case 的计算结果。
3．对SN CAE Fatigue glyph的材料属性参数进行设置，在该glyph上右击并选择“Edit material Mapping”，在弹出对话框中对材料参数进行设定，此时将弹出的“Run Flow？”对话框，选择“yes”按钮，对流程进行预分析。先清空原流程中已定义好的材料，如下图所示。
本算例中需要通过已知的材料强度极限UTS来自定义生成一条SN曲线，操作如下：通过点击“Generate”按钮，在弹出的材料自定义对话框中输入材料名、UTS值等。
自定义生成的材料shock被保存于MemDB数据库中，用户可参照上一主题中的材料定义操作方法对当前模型的材料进行设定。