Модуль расчёта долговечности по номинальным напряжениям - Stress Life анализ (S-N);
Модуль расчёта долговечности по номинальным деформациям - Strain Life или Crack Initiation анализ (E-N);
Модуль моделирования датчиков деформаций - Fatigue Strain Gauge.

S-N - метод анализа общей долговечности, т.е. расчёта "полного времени жизни" конструкции (без выделения фаз образования и роста трещины). Этот метод анализа построен на основе применения усталостных кривых Вёлера и применим в тех случаях, когда конструкция деформируется, в основном, в упругой области, а возникающие пластические деформации носят существенно локальный характер. Это анализ т.н. многоциклового усталостного разрушения (с числом циклов до разрушения более ~10⁴-10⁵).

E-N - метод более широкого применения. Он может быть использован для анализа долговечности как в области многоциклового, так и в области малоциклового разрушения. Метод применим в тех случаях, когда пластические деформации в конструкции носят заметный, распространенный характер.

Как в S-N, так и в E-N методах прогноз долговечности осуществляется с использованием линейной гипотезы суммирования усталостных повреждений Пальмгрена-Майнера. При расчетах с использованием этих методов могут учитываться:

присутствие некоторого среднего (фонового) уровня напряжений в структуре (коррекция Гудмана, Гербера (S-N), а так же Мороу и Смит-Ватсон-Топер (E-N));
фактор концентрации напряжений;
масштабный фактор;
фактор, учитывающий особенности напряженного состояния в исследуемой зоне;
влияние качества обработки поверхности;
влияние используемого поверхностного упрочнения;
вероятностный характер используемой усталостной характеристики;
фактор безопасности (аналог коэффициента запаса прочности в прочностном анализе)

Fatigue Strain Gage - модуль моделирования датчиков деформаций, используемых в реальных испытаниях конструкции. В качестве исходных данных для моделирования тензодатчика используются: его местоположение, ориентация, размеры. Положение, ориентация и размеры датчиков в модели не "привязаны" к расположению узлов и ориентации конечных элементов в конечно-элементной модели. Свойства тензодатчиков могут быть взяты либо из поставляемой с Fatigue библиотеки, либо введены пользователем. Инструментарий Fatigue Strain Gauge позволяет непосредственно сравнивать показания датчиков деформации, полученные в эксперименте, с данными, полученными при расчёте. Fatigue Strain Gauge является мощным инструментом корреляции результатов расчета с экспериментальными данными по реальному изделию.

В состав пакета-расширения Fatigue Advanced Package входят следующие модули:

Модуль анализа скорости роста трещин - Fatigue Fracture;
Модуль анализа долговечности конструкции при действии случайного нагружения - Fatigue Vibration;
Модуль анализа возникновения трещин и определения коэффициентов запаса долговечности деталей при многоосном напряженном состоянии - Fatigue Multiaxial;
Модуль анализа долговечности соединений точечной своркой и сваркой швом - Fatigue Weld;
Модуль анализа вращающихся конструкций, учитывающий особенности соответствующего характера нагружения - Fatigue Wheels;
Набор вспомогательных модулей для анализа данных о нагружении изделия, расширенной обработки и графического представления результатов расчетов, работы с файлами и т.д. - Fatigue Utilities.

Модуль анализа скорости роста трещин Fatigue Fracture основан на выводах линейной механики разрушения. Прогноз долговечности осуществляется с использованием модифицированного уравнения Париса, при этом используется диаграмма усталостного разрушения в координатах "размах коэффициента интенсивности напряжений - скорость развития трещины". Коэффициенты интенсивности напряжений (КИН) для наиболее типичных конструкций могут быть получены из поставляемой с Fatigue библиотеки.

В расчетах могут учитываться:

явление "закрытия" трещины (феномен Элбера);
особенности истории нагружения (в том числе единичные "перегружающие" нагрузки);
вклад в разрушение статических нагрузок;
возможность роста трещины из дефекта (пропил и т.д.);
влияние условий эксплуатации (окружающей среды).

Fatigue Vibration - модуль анализа долговечности конструкции при действии случайного нагружения. В качестве исходных данных для анализа используются либо спектральная плотность действующей нагрузки и передаточная функция изделия, либо спектральная плотность напряжений. Как передаточная функция изделия, так и спектральная плотность напряжений могут быть получены в результате конечно-элементного анализа.

Fatigue Multiaxial - модуль анализа возникновения трещин и определения коэффициентов запаса долговечности деталей при многоосном напряженном состоянии.

Поскольку трещины зарождаются на поверхности детали, то наибольший интерес представляет анализ напряжённо-деформированного состояния именно в этих зонах. В каждый момент времени, для каждого узла на поверхности конечно-элементной модели может быть вычислено отношение первых двух главных напряжений в локальной системе координат элемента (третье главное напряжение на поверхности равно нулю) - коэффициент биаксиальности a=s2/s1, а также угол j между направлением напряжения s1 и осью Х в локальной системе координат. Если a?0, то напряженное состояние не одноосно. Если a(t)=const и j(t)=const, то напряженное состояние пропорциональное, в противном случае - непропорциональное. Fatigue позволяет получать с использованием S-N и E-N методов качественные оценки долговечности деталей для обоих этих сложных случаев нагружения.

Fatigue Weld - модуль анализа долговечности соединений точечной сваркой и сваркой швом. Применяется S-N метод расчёта долговечности.

Fatigue Wheels - модуль анализа вращающихся конструкций, учитывающий особенности соответствующего характера нагружения. Применяется S-N метод расчёта долговечности.

Fatigue Utilities - вспомогательные модули для анализа данных о нагружении изделия, расширенной обработки и графического представления результатов расчетов, работы с файлами и т.д.

Дополнительные материалы:
• Информация о Fatigue на корпоративном сайте