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Allgemein

  • Verliere ich bei der Anwendung von Filtern Genauigkeit?
  • In FEMFAT gibt es 3 Möglichkeiten, die Berechnung durch „Filter“ zu beschleunigen:

    1) Knotenfilter: Dabei werden nur Knoten analysiert, bei denen sowohl Spannungsamplitude als auch Mittelspannung einen gewissen Wert (% von Material Dauerfestigkeit/- Zugfestigkeit oder Absolutspannung) überschreiten, d.h., bei berechneten Knoten liegt kein Genauigkeitsabfall vor, nicht gerechnete Knoten haben kein Ergebnis (bzw. Dummy-Wert). In BASIC wird dabei die v. Mises Spannung des Amplituden- bzw. Mittelspannungstensors verwendet (siehe BASIC Handbuch). In MAX werden Spannungsdifferenzen zu gewissen kritischen Zeitpunkten herangezogen (siehe MAX Handbuch).

    2) Schnittebenenfilter: Um die Rechenzeit nach dem kritischen Schnittebenenverfahren zu reduzieren, können Schnittebenen in MAX gefiltert, d.h. a priori vor der eigentlichen Analyse weggelassen werden. Dies kann zu Genauigkeitsverlusten führen, allerdings ist die Filterwirkung defaultmäßig so gesetzt, dass dies nur sehr selten zu beobachten ist. Es stehen 3 Filtermethoden zur Verfügung (siehe MAX Handbuch).

    3) Rainflow-Amplitudenlimit: In MAX können Lastzyklen mit kleinen Amplituden weggelassen werden, da diese oft nur sehr geringen Anteil an der Gesamtschädigung haben. Dies kann ebenfalls eine deutliche Beschleunigung der Berechnung bewirken, wenn die Rainflow-Matrix bei kleinen Amplituden dicht belegt ist.

    Weitere Möglichkeiten zur Rechenzeitreduktion sind:
    •Manuelle Definition einer kleinen Berechnungsgruppe (Knoten + Elemente) –> kein   oGenauigkeitsverlust
    •Reduktion der Rainflow-Klassen in MAX –> i. a. Genauigkeitsverlust.

  • Wie fordert man in FEMFAT Detailergebnisse für einen bzw. mehrere Knoten an?
  • Nach einer FEMFAT-Berechnung werden detaillierte lokale Ergebnisse (z.B. Haigh-Diagramm, Wöhlerlinie, Vergleichsspannungsverlauf für MAX) standardmäßig für den kritischsten Knoten ausgegeben. Bedingt durch Einspann- oder Kontaktbedingungen kann es aber sein, dass dieser Knoten für den Benutzer nicht interessant ist. Daher bietet FEMFAT einige Möglichkeiten, diese Ausgaben für eine bestimmte Knotengruppe anzufordern.

    Die erste und einfachste Möglichkeit ist die gezielte Ausgabe für einen einzelnen Knoten. Sie finden diese im FEMFAT Menü „Berechnungsparameter“, siehe Abb. 2. Dazu wählt man die Option „Ausgewählter Knoten“ und gibt das gewünschte Knotenlabel ein.

     

    Für mehrere Knoten kann man die erweiterte Ausgabe über die „Detailed Results“ Gruppe in FEMFAT anfordern. Die Definition erfolgt im FEMFAT „Gruppen“-Menü, wie in Bild 3 gezeigt z.B. über einen Knotenlabelbereich. Mit dem Klick auf den Button „Detailed Results“ generiert FEMFAT diese Gruppe.

     

    Achtung: Diese Gruppe ist jedoch nicht die Berechnungsgruppe, da sie nur die Knoten für die zusätzliche Ausgabe enthält.

    Zusätzlich werden für die DETAILED RESULTS Gruppe bei einer MAX Analyse detaillierte Ausgaben wie der lokale Vergleichsspannungs– oder Teilschädigungsverlauf in externe ASCII Files geschrieben.

    Diese Files können z.B. in EXCEL importiert und weiterverarbeitet werden. Außerdem werden diese Daten auch in das fps-File geschrieben. Daher ist es möglich z.B. den lokalen Vergleichsspannungs-verlauf im VISUALIZER anzuzeigen.

  • Wie kann FEMFAT meine ABAQUS odb-Files verarbeiten?
  • Zum Einlesen von ABAQUS odb-Files in FEMFAT sind sogenannte odb-Libraries, welche als Translator zwischen den beiden Softwareprodukten fungieren, erforderlich.

    Beim Installieren der neuen Version werden automatisch die aktuellen odb-Libraries mitinstalliert.

    Diese Libraries sind als ein komprimiertes File für unterschiedliche HW-Plattformen auf unserer Homepage www.femfat.com erhältlich (Registrierung notwendig).

     Es wird empfohlen, immer die zur verwendeten ABAQUS-Version passenden odb-Libraries zu installieren, ansonsten müssen die odb-Files zunächst upgedatet werden. Apropos installieren – die dekomprimierten odb-Libraries gehören in das Installationsverzeichnis von FEMFAT, genauer gesagt in das automatisch bei Installation dort angelegte odb-Verzeichnis. (Beispiel: …\femfat53\platforms\winnt_61_x86-64_64bit\odb). 

  • Welche Abaqus-Versionen werden von FEMFAT unterstützt?
  • Sowohl FEMFAT 5.4 als auch FEMFAT 5.3 unterstützen die Abaqus Versionen 2017, 2018 und 2019.

  • Was bedeutet "Detail Berechnungsgruppe"?
  • Soll bei einer FEMFAT-Berechnung nur ein kleiner Teil des FEModells bewertet werden, oder sollen nach bereits er folgter Berechnung die kritischen Stellen nochmals mit veränderten Parametern (andere Oberflächenbeschaffenheit, anderes Material,...) als Varianten analysiert werden, ist es wichtig, dass sich neben den Knoten die man auswer ten möchte, auch alle Nachbarknoten und -elemente in der neuen Berechnungsgruppe befinden, damit die gemittelte Elementspannung am Knoten und die Gradientenberechnung in FEMFAT korrekt ablaufen kann.

     

    Abb. 1

    Soll z.B. der rote Knoten (Abb. 1) richtig berechnet werden, müssen für die korrekte Ermittlung der Spannungswerte die angrenzenden Elemente ebenfalls in der Gruppe sein. Für die richtige Ermittlung des relativen Spannungsgradienten muss auch der Spannungswert an den „über eine Elementkante verbundenen“ FE-Knoten korrekt ermittelt werden (Spannungsmittelung).

    1) Erzeugen der Gruppe mit zu betrachtenden Knoten.
    2) Gruppe durch Hinzufügen aller Elemente, die mit diesen Knoten verbunden sind, vergrößern.
    3) Durch Hinzufügen aller mit diesen Elementen verbundenen Knoten und deren wiederum verbundenen Elementen ist die Berechnungsgruppe nun definiert.

    Falls der betrachtete Knoten von einem parabolischen Element stammt ist darauf zu achten, dass auch mindestens die angrenzenden Mittelknoten in die Berechnungsgruppe genommen werden (Abb. 2).

    Natürlich ist es möglich für einen Detailbereich die Berechnungsgruppe größer zu wählen als auf den Bildern dargestellt.

     

     

    Abb. 2

    Das Hinzufügen von umgebenden Knoten und Elementen kann im FEMFAT Gruppenmenü mit der Option “Knoten/Elemente verknüpft mit Elementen/Knoten aus Gruppe xx” einfach und schnell durchgeführt werden (Abb. 3).  

     

    Abb. 3

  • Wie ist die Materialgenerierung in FEMFAT gestaltet?
  • Es sind nur zwei Grundinformationen erforderlich: die Materialgruppe und die Zugfestigkeit des Materials. Im Materialgenerator kann aus 12 Materialgruppen gewählt werden (10 Eisen-, 2 Aluminiumwerkstoffgruppen, siehe FKM Richtlinie).

    Der Materialgenerator basiert standardmäßig auf der FKM-Richtlinie und generiert Materialdaten für eine Überlebenswahrscheinlichkeit von 97,5% für einen Probendurchmesser von 7,5mm.

    Nach Auswahl der Materialgruppe kann mit der Eingabe der Zugfestigkeit der komplette Materialdatensatz erstellt werden.

    Mit solch einem Datensatz kann nun eine Berechnung durchgeführt werden. Es ist jedoch zu erwähnen, dass mit diesen Materialdaten konservative Ergebnisse zu erwarten sind. Um die Aussagegenauigkeit zu erhöhen sind folgende Daten von Vorteil:
    • Zug/Druck Wechselfestigkeit σZW
    • Zug/Druck Schwellfestigkeit σZSCH (in FEMFAT als Oberspannung definiert)
    • Biegewechselfestigkeit σBW

    Damit kann die Mittelspannungsempfindlichkeit des Materials über den Zusammenhang

    M =2*σZW / σZSCH - 1

    ermittelt werden. Zusätzlich ist die Stützwirkung, durch das Verhältnis V= σBW /σZW definiert (wichtig bei Bewertung mit Gradienteneinfluss nach FEMFAT). Sollte nur einer der genannten Werte bekannt sein, gelten folgende Schritte:
    1.) Bestimmung der Werte V und M des Basismaterials.
    2.) Modifikation aller Werte auf Basis der z.B. zusätzlich bekannten Zug/Druck Wechselfestigkeit σZW.

    Beispiel: 
    Materialgruppe allgemeiner Baustahl, Rm = 500 N/mm², Rp02 = 300 N/mm2, σZW = 250N/mm².

    Schritt 1: Auswahl der Materialgruppe und Eingabe von Rm führt zu dem Ergebnis in Bild 1.

    Abb1. 

    Schritt 2: Modifikation der Streckgrenze (300 statt der vorgeschlagenen 284,5) und Wechselfestigkeit (der Materialgenerator modifiziert BW im richtigen Verhältnis je nach gewählter Materialgruppe). Wir berechnen uns die Mittelspannungsempfindlichkeit

    M=2*(225/418.6)-1=0.075.

    Der fertige Materialdatensatz sieht daher folgendermaßen aus: 

    Abb. 2

    Durch Rückeinsetzen in die Formel für die Mittelspannungsempfindlichkeit mit den Werten M = 0.075 und der bekannten Wechselfestigkeit von 250N/mm² ergibt sich die neue Schwellfestigkeit zu 465.1 N/mm².

  • Was bedeutet der Einfluss „modifiziertes Haigh Diagramm“?
  • Dieser Einfluss steht für die Ermittlung der lokalen statischen Materialeigenschaften unter Berücksichtigung des Spannungsgradienten, isothermen Temperatur- und des technologischen Größeneinflusses.
    Für den Einfluss „Spannungsgradient“ wird im 1. Schritt auf Grund der Bruchdehnung des Materials die Duktilität abgeschätzt (siehe Abb.1), die in weiterer Folge den maximal erreichbaren Wert der lokalen Bruchfestigkeit bestimmt. 

    Abb. 1

    Abb. 2

    Im nächsten Schritt wird auf Grund der Kenntnis der Zugfestigkeit (rel. Gradient= 0), der Biegebruchfestigkeit (rel. Gradient = 2/Probendicke) und des zuvor ermittelten relativen Spannungsgradienten der dazugehörige Bruchfestigkeitswert ausgerechnet (siehe Abb. 2). Die „Grenzlinie“ (rot) ergibt sich aus dem Faktor des ersten Schrittes.

    Für den Einfluss der isothermen Temperatur wird die Bruchfestigkeit analog den Formeln aus der FKM Richtlinie reduziert (Defaultmethode „FEMFAT 4.6“).
    Falls mit einem benutzerdefinierten Temperatureinfluss gearbeitet wird, übernimmt FEMFAT den entsprechenden Polygonzug aus der Materialdefinition (Temperatur -> Festigkeitsreduktion auf Bruchfestigkeit).
    Weiters kann man noch zusätzlich für große Wandstärken/ Durchmesser den technologischen Größeneinfluss berücksichtigen, der ebenfalls entsprechend der FKM Richtlinie Berücksichtigung findet.

  • Wie kann eine Berechnungsgruppe definiert werden?
  • Die Berechnungsgruppe kann vom Benutzer frei definiert werden, entweder bereits im Preprocessor (I-DEAS, MEDINA, PATRAN,..) oder mit Hilfe von FEMFAT. Sie muss neben den Knoten, die von Interesse für den Benutzer sind, auch die zugehörigen Elemente und alle Knoten, die mit diesen Elementen verbunden sind, enthalten. Weiters muss nochmals eine Elementreihe hinzugegeben werden. Werden diese Nachbarknoten nicht in die Gruppe inkludiert, kann die Berechnung des Spannungsgradienten nicht korrekt durchgeführt werden.



    Der Benutzer kann in wenigen Schritten die erforderliche Gruppenerweiterung vornehmen. Dazu ist es zunächst ratsam, eine Kopie der entsprechenden Gruppe anzulegen.  Nun fügt man die benach-barten Elemente durch Verwendung der Gruppenfunktion "Addiere Elemente verknüpft mit Knoten in Gruppe" hinzu. Als nächstes addiert man die zugehörigen Knoten über die Option "Verknüpft mit Elementen in Gruppe". Durch Hinzufügen einer weiteren Elementreihe ("Addiere Elemente verknüpft mit Knoten in Gruppe") ist die korrekte Definition der Berechnungsgruppe abgeschlossen.

     

    Die automatisierte "Ein-Klick-Lösung" für die korrekte Erweiterung der Berechnungsgruppe ist durch Klicken der Schaltfläche "Ergänzen (für Analyse)" möglich.

     

    Wurden mehrere Gruppen, z.B. zur Definition von unterschiedlichen Oberflächenrauhigkeiten, Temperaturen oder dgl. erstellt, so ist zu beachten, dass bei Start der FEMFAT-Berechnung bzw. beim Erzeugen der MAX-Scratchfiles die korrekte Berechnungsgruppe eingestellt ist. Man kann dies vor der Berechnung sehr leicht überprüfen, wenn man „EINGABEDATEN PRÜFEN“ durchführt, da dort die aktuelle Berechnungsgruppe ausgegeben wird.

  • Wie funktioniert der Spannungsfilter?
  • Zur Beschleunigung der FEMFAT-Berechnung kann der Benutzer einen Spannungsamplitudenfilter definieren. Dafür gibt es zwei Möglichkeiten:
    - Relatives Spannungsamplitudenlimit [%]
    - Absolutes Spannungsamplitudenlimit [MPa]

    Beim relativen Spannungsamplitudenlimit ist ein Prozentsatz einzugeben, der sich auf die Werkstoffwechselfestigkeit (Zug) bezieht. Bei Eingabe von 40% relativem Spannungsamplitudenlimit und einer Werkstoffzugwechselfestigkeit von 200 MPa werden alle Knoten mit Amplitudenspannung größer als 80 MPa berechnet, Knoten mit kleinerer Amplitudenspannung werden weggefiltert. Beim absoluten Spannungsamplitudenlimit wird direkt die Spannungsgrenze in MPa angegeben. Gibt man 30 MPa vor, so werden alle Knoten, deren Amplitudenspannung unter 30 MPa liegt, weggefiltert.

    Es ist deshalb Vorsicht geboten, wenn man an Knoten eine sehr hohe Mittelspannung und kleine Amplitudenspannung hat! Für solche Fälle ist die Empfehlung, dass man auf das absolute Spannungsamplitudenlimit schaltet und dieses sehr klein wählt.

     

  • Wann BASIC, ChannelMAX oder TransMAX?
  • FEMFAT basic

    Es liegt proportionale Belastung vor, die durch 2 Zustände und Konstantanteil (z.B.
    Montage) beschrieben werden kann.


    Vorteil: Da in BASIC die Daten im Hauptspeicher gehalten werden ist die Berechnungsgeschwindigkeit sehr hoch.

    Beispiele: Pleuel, Zylinderkopf, Getriebegehäuse, Wellen, etc.

    Benötigte Eingangsdaten:
    • Ober-/Unterspannung oder Amplituden-/Mittelspannung
    • Konstantspannung (optional)
    • Lastkollektiv bei Schädigungsberechnung

     

    ChannelMAX

    Die Belastung setzt sich zusammen aus Spannungen zufolge Einheitslastfällen und den zugehörigen Last-Zeit-Reihen. Das Systemverhalten (bis auf lokale plastische Deformationen) muss aufgrund der Superposition der Einzellastfälle linear sein, Anzahl der Zeitpunkte bis Millionen möglich.

    Beispiele: Radträger, Achsrahmen, Karosserie, Kurbelwellen

    Benötigte Eingangsdaten:
    • Ein Spannungsergebnis pro Kanal (Lastrichtung, Modalform)
    • Eine Last-Zeitreihe pro Kanal

     

    TransMAX

    Allgemeinste Form der Belastungsgeschichte. Das Systemverhalten kann voll nichtlinear sein, Anzahl der Zeitpunkte auf Hunderte (Tausende) beschränkt.

    Beispiele: Zylindergehäuse und andere Bauteile mit komplexen Kontakten.

    Benötigte Eingangsdaten:
    • Zeitliche Abfolge von berechneten Spannungszuständen

  • Warum gibt es mehrere Vergleichsspannungen zur Auswahl ?
  • In FEMFAT basic stehen sechs Vergleichspannungen zur Wahl, in MAX sind es sogar 11 Vergleichspannungen. Im allgemeinen muss sich der Benutzer um die Wahl der korrekten Vergleichsspannung nicht kümmern. Dazu gibt es in BASIC und MAX die Standardeinstellung „Automatisch“, deren Verwendung vom ECS in allen Fällen empfohlen wird. Bei dieser Einstellung wird aufgrund des lokal am Knoten vorhandenen Materials entschieden, welche Vergleichsspannung zur Anwendung kommen soll. Liegt ein (spröder) Grauguss vor, so wird sowohl in BASIC als auch in MAX die Normalspannungshypothese in Verbindung mit dem kritischen Schnittebenenverfahren angewandt. Bei allen anderen Werkstoffen wird in BASIC in den Schnittebenen eine modifizierte Vergleichsspannung aus Normal- und Schubspannung gebildet.

    Wird in FEMFAT max mit der Defaulteinstellung „Automatisch“ gerechnet, so wird bei allen Werkstoffen außer Grauguss in den Schnittebenen eine skalierte Normalspannung gebildet. Die Verwendung der skalierten Normalspannung löst das sogenannte „Vorzeichenproblem“, welches bei den meisten anderen Vergleichspannungen auftreten kann. Das Vorzeichen wird zur Bildung eines Vergleichsspannungsverlaufs benötigt, um sowohl Zug- als auch Druckspannungen berücksichtigen zu können. Dabei kann es aber, je nach gewählter Vergleichsspannung, bei nichtproportionaler Belastung zu unphysikalischen Sprüngen im Vergleichsspannungsverlauf und damit zu ungenauen, nämlich sehr konservativen Schädigungsergebnissen, kommen.

    Die Verwendung von Invarianten (von Mises und Max./Min. Hauptnormalspannung) erlaubt dagegen keine Berücksichtigung beliebiger Werkstoff-Verhältniszahlen. Die Verwendung dieser Vergleichsspannungen wird somit nicht mehr empfohlen. Sie werden aus historischen Gründen noch angeboten.

    Ein besonderer Vorteil der automatischen Auswahl ist die Möglichkeit,verschiedene Werkstoffe während eines Berechnungslaufes zu kombinieren.

    Mit der skalierten Normalspannung wird ein Verfahren angeboten, mit welchem dieses Problem beseitigt ist und das noch dazu genauso effizient arbeitet wie die „simple“ Normalspannung ohne Skalierung. Durch einen Skalierungsfaktor auf die Normalspannung wird die Werkstoffduktilität (spröd/semiduktil/duktil) und die Belastungsart (Zugdruck/ Biegung, Schub/Torsion, hydrostatischer Spannungszustand) eingerechnet und auch bei nicht-proportionaler Belastung adäquat berücksichtigt. Ein besonderer Vorteil dieser skalierten Normalspannung liegt auch darin, dass dreiachsige Spannungszustände im Bauteilinneren oder an druckbelasteten Bauteiloberflächen gut bewertet werden können. Die i.a. geringe schädigende Wirkung hydrostatischer Spannungszustände wird korrekt abgebildet. 

    Abb. 1

    Das obere Bild (Abb. 1) zeigt den vorzeichenbehafteten Vergleichsspannungsverlauf an einer zylindrischen Probe, an welcher eine zyklische Zugdruckbelastung geringer Amplitude gemeinsam mit einer hohen statischen Torsionslast wirkt (ein Paradefall nicht-proportionaler Beanspruchung). Die Unstetigkeiten sind eine Folge der Vorzeichenbildung und stellen die Problematik anschaulich dar.

    Im unteren Bild (Abb.2) dagegen wurde dieselbe Versuchsanordnung mit der skalierten Normalspannung berechnet. Es zeigt die skalierte Normalspannung der kritischen Schnittebene. Die Schwingspiele haben nun eine realistische Spannungsamplitude.

     

    Abb. 2

  • Warum stehen im Protokollfile (*.pro) andere Schädigungsergebnisse als im Ergebnisfile für den Postprozessor (*.dma)?
  • Sollte es sich dabei nur um minimale Unterschiede handeln, so kann das an Rundungsfehlern im Protokollfile liegen (4 Dezimalen) oder an der Darstellung in Ihrem Postprozessor.

    Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung der unter „Modifikation Ausgabe“ verfügbaren Angabe der Teststreckenlänge (siehe unten). Solche Modifikationen greifen nur beim dma-file, in das Protokollfile wird der Faktor nicht eingerechnet.

  • Wie hilfreich ist der Result Manager?
  • Der Result Managers bietet viele Möglichkeiten, FEMFAT Ergebnisse für die Ergebnisdarstellung besser aufzubereiten z.B. ist eine Minimum/Maximum Suche über mehrere FEMFAT Ergebnisse möglich. Weiters steht neben der einfachen linearen Kombination von individuellen Ergebnissen auch ein Formel Editor zur Verfügung. Dort kann man seine Schädigungsergebnisse nach einer beliebigen Formel zusammenführen. Damit kann z.B. der Auslastungsgrad bei Schweißnähten nach der FKM Richtline einfach berechnet werden.
    Das Ergebnis steht im fps-File sofort für den VISUALIZER zur Verfügung oder kann in den üblichen Ergebnisformaten exportiert werden.

  • Was bedeutet „Einfluss drehende Hauptspannungen“?
  • Bei manchen Belastungssituationen, z.B. bei Kurbelwellen mit kombinierter Biege-/Torsionslast, kann es lokal zu einer zeitlichen Änderung oder Drehung der Hauptnormalspannungsrichtungen kommen.

    Probenversuche mit kombinierter Biege-/Torsions-Wechsellast und 90 Grad Phasenverschiebung haben gezeigt, dass bei duktilen Werkstoffen (Vergütungsstahl) das kritische Schnittebenenverfahren die Lebensdauer überschätzt (siehe z.B. FKM-Bericht „Lebensdauerberechnung mehraxial“, 2002). Mit dem „Einfluss drehende Hauptspannungen“ in FEMFAT maxist es möglich, eine bessere Korrelation zu erzielen.

    Abhängig von einem statistischen Mehrachsigkeitsgrad, der zwischen 0 (= proportionale Beanspruchung mit konstanten Hauptspannungsrichtungen) und 1 (= stark nicht-proportionale Beanspruchung mit zeitlich veränderlichen Hauptspannungsrichtungen) liegt, wird die lokale Wöhlerlinie abgesenkt.

    Der Einfluss bewirkt somit bei duktilen Werkstoffen eine Lebensdauerreduktion, bei spröden Gusswerkstoffen (Grauguss, Al- Guss, Mg-Guss) ist keine Wirkung definiert.

     

    Umlaufbiegung mit Torsion

    Es wird i.A. empfohlen, den Einfluss drehende Hauptspannungen zu aktivieren. Allerdings können sich in gewissen Fällen, z.B. bei hohen Konstantspannungen (Schraubenvorspannungen, Eigenspannungen), konservative Ergebnisse einstellen.

  • Welche Optionen sind für FEMFAT Batch-Jobs verfügbar?
  • Der Batch Job ist dazu gedacht, FEMFAT automatisiert im Hintergrund laufen zu lassen, ohne interaktive Eingabe auf der Benutzeroberfläche. Besonders vorteilhaft können Batch-Jobs dort eingesetzt werden, wo eine Vielzahl an FEMFAT- Analysen durchgeführt werden soll (z.B. Motorhochlauf).
    Typischerweise wird ein FEMFAT-Job im Batch-Modus durch folgenden Aufruf gestartet:


    …/bin/femfat –job=jobfilename (Linux)
    …/bin/femfat.bat –job=jobfilename (Windows)


    Dieser standardmäßige Aufruf kann um zusätzliche Parameter erweitert werden, die dem Anwender weitreichende Möglichkeiten bieten.
    So kann z.B. für die einzelnen Jobs jeweils ein eigenes Scratchverzeichnis spezifiziert werden


    …/bin/femfat –job=jobfilename -scr=Scratch_Directory
    (Linux)
    …/bin/femfat.bat –job=jobfilename -scr=Scratch_Directory
    (Windows)


    bzw. einzelne Module deaktiviert werden (hier: PLAST):


    …/bin/femfat –job=jobfilename -noplast (Linux)
    …/bin/femfat.bat –job=jobfilename –noplast (Windows)


    Eine detaillierte Zusammenstellung aller verfügbaren Parameter finden Sie im Handbuch „FEMFAT_Introduction.pdf“. Dieses Handbuch ist, wie auch alle anderen Modul-Handbücher, im Installationsverzeichnis in deutscher und englischer Sprache
    enthalten. 

  • Die Datei userdefparam.dbs kann nicht gefunden werden – Was ist zu tun?
  • Der Hintergrund dieser Meldung ist, dass bei der Definition des neuen Arbeitsverzeichnisses in der ini-Datei ein Pfad für den Material-Import ausgewählt wurde, wo die Datei userdefparam. dbs fehlt.
    Diese Datenbank ermöglicht die Anpassung von grundlegenden, materialklassenspezifischen Eigenschaften (Neigungsexponent der Anrisswöhlerlinie, werkstoffabhängiger Exponent, Exponenten für Gradienteneinfluss, …).
    Haben Sie nun in der Datenbank keine Modifikationen vorgenommen, dann können Sie diese Meldung ignorieren und auf „OK“ klicken. In diesem Fall verwendet FEMFAT die Datenbank mit den entsprechenden Standardwerten aus dem Installationsverzeichnis.
    Haben Sie die Datei userdefparam.dbs modifiziert und wollen diese verwenden, so müssen Sie die Datenbank entweder in das spezifizierte Arbeitsverzeichnis kopieren, oder in den FEMFAT Einstellungen den Standardimportpfad für Werkstoffe auf den entsprechenden Speicherort ändern.

  • Bei einer FEMFAT spectral-Analyse erhalte ich die Warnung „Die definierten Spektrallinien decken die gemeinsame Definitionsmenge aller (Kreuz-)PSDs...
  • Die Warnung weist darauf hin, dass der Frequenzbereich der PSD Definition größer ist als jener,  der durch die Transferfunktionen abgedeckt wird. Folglich werden Belastungen in einem Frequenzbereich der PSD analysiert, für die das Übertragungsverhalten der Struktur nicht bekannt ist. Diese Warnung kann ignoriert werden oder es können Modifikationen an den Eingabedaten vorgenommen werden.

     

    Was passiert nun, falls man diese Warnung ignoriert? 

     

    Grundsätzlich wird - wie gehabt - eine SPECTRAL-Analyse durchgeführt. Allerdings werden nun für jene Frequenzbereiche, für die keine Abtastpunkte der Transferfunktionen vorliegen, der benachbarte, letztgültige Abtastpunkt der Transferfunktion herangezogen und für die weiteren fehlenden Frequenzen verwendet.

     

    Es wird empfohlen, die Eingabedaten dahingehend zu modifizieren, dass diese Warnung gar nicht auftritt. Dafür soll im ersten Schritt die PSD-Definition auf ihre Richtigkeit geprüft und gegebenenfalls korrigiert werden. Ist davon auszugehen, dass die PSD-Definition korrekt ist, müssen Eigenfrequenzanalyse und Antwortrechnung mindestens für jenen Frequenzbereich durchgeführt werden, für den auch die PSD definiert ist. Abbildung 1 verdeutlicht diesen Zusammenhang.

     

    Abbildung 1: Definitionsbereich für PSD und Transferfunktion und Konsequenzen

     

    Eine Besonderheit zeigt sich bei der grafischen Darstellung der Vergleichsspannungs-PSD in der Ergebnisauswertung, wenn die Warnung ignoriert wird: hier wird der ursprüngliche definierte Frequenzbereich der Transferfunktionen angezeigt. Der PSD-Inhalt aus darunter bzw. darüber liegenden Frequenzbereichen wird beim ersten bzw. letzten Abtastpunkt aufgeschlagen.

  • Was ist bei der Verwendung des benutzerdefinierten Temperatureinflusses zu beachten?
  • In zahlreichen Anwendungen treten erhöhte Temperaturen auf. Um diese in der Lebensdaueranalyse zu berücksichtigen, muss zunächst die isotherme Temperatur bei den Knoteneigenschaften angegeben oder eine Temperaturverteilung als FE-Ergebnis eingelesen werden. Im nächsten Schritt ist der Einflussfaktor „Isothermer Temperatureinfluss“ zu aktivieren.

     

    Standardmäßig erfolgt dann die Abminderung der Festigkeitskennwerte gemäß der an die FKM angelehnte Methode „FEMFAT 4.6“.

     

    Darüber hinaus bietet FEMFAT die Möglichkeit, das Werkstoffverhalten bei höheren Temperaturen benutzerdefiniert vorzugeben. So kann das temperaturabhängige Verhalten nicht nur für die statischen und dynamischen Festigkeitswerte, sondern auch für die Wöhlerlinien-Parameter, den E-Modul und den zyklischen Verfestigungskoeffizient bzw. –exponent spezifiziert werden.

     

    Bei aller Flexibilität ist jedoch festzuhalten, dass nicht alle dieser Eingabemöglichkeiten zwingend erforderlich sind. Die Mindestanforderung zur Verwendung des benutzerdefinierten Temperatureinflusses ist die Vorgabe der temperaturabhängigen Werte für E-Modul sowie Zugfestigkeit und Zug/ Druck-Wechselfestigkeit. Die übrigen Festigkeitskennwerte werden dann automatisch – falls nicht spezifiziert – proportional zu diesen Werten abgemindert oder konstant gehalten, s. auch die folgende Abbildung.