AFGROW是一款用于損傷容限分析的計算框架,可以很方便地進行裂紋萌生、裂紋擴展分析,并且預測金屬結構的斷裂壽命 。
AFGROW (Air Force Grow), 最早由美國Air Force Research Laboratory研究開發;現由美國Lextech公司進行開發和維護。
AFGROW 分析能力
— 適用于任何經受疲勞載荷的裂紋擴展分析
— 超過30種的裂紋幾何模型
— 多種材料模型
— 在同一個部件內同時計算多條裂紋
— 可基于有限元模型計算
幾何模型(model)
標準的應力強度因子數據庫提供超過30種的裂紋幾何模型(包括針對多種工況的軸向載荷、彎曲載荷和軸承載荷)。
AFGROW提供高級的多裂紋功能,該功能能夠分析板結構(包括孔效應)、非軸對稱角裂孔以及連續損傷問題中的兩條獨立的裂紋。有限元解決方案可以分析雙裂紋、非對稱角裂孔和孔裂紋擴展。該功能能夠處理一組連接孔的裂紋擴展問題。
材料模型(material)
AFGROW采用五種材料模型,確定在每個載荷循環下裂紋擴展量:
— Walker-Equation
— NASGRO-Equation (庫:361種)
— Harter-T Method(md3:12種)
— Tabular lookup
— Forman Equation
載荷/應力譜(spectrum)
最新的AFGROW的載荷譜模塊已升級采用了XML格式的頻譜數據,用戶可以使用多通道的載荷譜進行分析,如 Axial、 Bending、Bearing多方向同時作用
采用直觀的用戶界面可以方便地編輯各種載荷譜
遲滯模型(Retardation)
AFGROW包含多種遲滯模型,用以處理彈塑性、裂紋閉合等復雜情況的影響:
□ Closure??????? □ FASTRAN??????? □ Hsu???????
□ Wheeler?????? □ Generalized????? □ Willenborg
AFGROW在線材料數據庫
總數據入口: 20240條
來自于NASA 、AIR FORCE、NASA – Johnson Space Center 、Purdue Aging Aircraft Data、Additional NASA Data
1229 個數據源、出版物
11 種不同的屬性類型
超過600種不同材料(金屬)
AFGROW軟件其他功能
— 基于疲勞裂紋萌生模型的應變壽命
— 對粘接修補結構的裂紋擴展分析功能
— 用戶定義的應力強度求解方案
— 用戶定義β系數(能夠預測應力強度因子,而不需要與AFGROW數據庫中應 力強度解決方案相匹配)
— 殘余應力分析功能
— K應力強度因子過濾器
— 頻譜計數
— 能夠自動將輸出數據轉換成Microsoft Excel
— AFGROW 允許數據在Windows應用程序間(通過剪切和粘貼)轉換
— 標準的用戶界面包括實時裂紋擴展動畫、裂紋長度-循環次數曲線,裂紋擴展率相對所有數據曲線。
— 英制和公制單位可實時切換。
AFGROW軟件獨特的能力
相較于其他的疲勞裂紋擴展壽命預測軟件, AFGROW有一些獨特的特點和功能,簡要說明如下:
譜濾波功能
AFGROW的譜過濾功能允許獨立地對拉伸值和壓縮值進行調整,獨立地考慮外部或內部的影響,以便考慮在拉伸和壓縮載荷下不同的內部和外部效果。
AFGROW的譜過濾功能是由一個在裂紋的長度芳向的c方向上的函數實現的,也可以用AFGROW的新型嵌入式java腳本引擎填入。
應力強度濾波器
在應力強度(K)的計算中,通常提供了幾何校正因子(β):
? ? β= K /(σ√(πx)),?? ???????????????其中X是裂紋長度
應力強度的過濾能力允許β值可以在拉伸和壓縮所有加載工況(axial, bending, and bearing)中獨立調節,這使得在拉伸和壓縮的載荷譜應力中可以使用獨立的β值。
應力強度的過濾功能由一個當前的裂紋長度的函數實現,也可以用AFGROW的最新的嵌入式java腳本引擎填入到表格當中。
COM自動化編程接口
除了作為一個獨立的應用程序、交互式的裂紋壽命分析工具,AFGROW也可以從任何Windows應用程序中使用COM接口的技術運行。此功能允許用戶通過另一個應用程序給AFGROW傳遞數據,并使用AFGROW的所有的功能。最常見的應用之一便是使用MS Excel。AFGROW所需要的任何計算輸入參數都可以從Excel中使用Excel VBA應用程序選項傳遞給AFGROW。這也允許用戶編寫代碼來創建一個自動化的環境來控制AFGROW使用相應的數據。
在AFGROW的Component Object Model manual手冊中,包含了使用AFGROW COM 接口的方法和各種示例程序
應力強度因子模塊插件
用戶可以開發附加應力強度的求解方案添加到現有的AFGROW當中。這些求解方案可以與其他用戶共享,也可以根據需要作為自己的專有模塊。AFGROW有內置繪圖工具,可以允許這些模塊在執行過程中以動畫的形式繪制出來,與本地AFGROW的所有其他求解方案一樣。該模塊必須編譯為動態鏈接庫(DLL)。
應力強度因子的插件功能與AFGROW的COM 功能一樣,都是以交互的方式采用外部的應力強度求解器求解非常復雜的問題: 幾何數據發送到一個第三方的有限元分析軟件中,通過有限元計算之后,應力強度數據傳回給AFGROW,以此增量為基礎來預測裂紋壽命。
高級的多裂紋分析能力
AFGROW可以對多條裂紋的增長同時進行分析。對每一個裂紋尖端,AFGROW都視為一個單獨的對象,AFGROW為每個對象獨立完成所有的裂紋壽命預測操作。
AFGROW的全球客戶
— ACE Corp
— Advanced Technologies Incorporated
— Air Force Research Laboratory
— Air Spray Aviation Services
— Aircraft Dynamics, Inc
— Airwork
— Airworks SRL
— Altech Aerospace
— Altep
— Amac Aerospace
— AMOG Consulting
— Aerospace Research and Development
— Australian Aerospace
— Australian Department of Defence
— Auto Avia Design
— Avenir Aviation
— Aviation Engineers Pty Ltd
— Bell Helicopter
— The Boeing Company
— Cargolux Airlines
— Caterpillar Inc.
— Certify Nation
— Cessna Aircraft Company
— Circor Aerospace
— College of Engineering and Architecture of Fribourg
— Comtek Advanced Structures
— Creare
— The University of Kansas
— Dalhousie University
— DART Aerospace
— Delta Engineering
— ECLIPSE Aerospace
— EDO Defense
— Engineering Mechanics Corporation of Columbus
— ESI
— Trine Aerospace & Defense
— Georgia Institute of Technology
— Gottier Engineering
— Gulfstream
— Heroux Devtek, Inc.
— HondaJet
— HRL Technologies
— Instytut Techniczny Wojsk
— INTEGRATED ENGINEERING SERVICES
— Italian Air Force
— ITT Corporation
— Institute for Materials Applications in Mechanical Engineering
— Japan Aerospace Exploration Agency
— Jet Avionics
— Jet Mods
— Joyglobal
— Kalitta Air, LLC
— Kelowna Flightcraft
— L-3
— Live TV
— Lockheed Martin
— LZR Laser Zentrum Nord
— Marshall Aerospace
— Mercer University Engineering Research Center
— Micro Craft, Inc.
— MIT
— Mitre
— NASA
— NRC Institute for Aerospace Research
— NLR – National Aerospace Laboratory of the Netherlands
— Northrop Grumman
— NTSB
— Ogden Air Logistics Center
— Pacific Hydro
— PACS Engineering
— P.B. Engineering Inc.
— Pilatus Aircraft Ltd