AFGROW软件概况

AFGROW（Air Force Grow）是一个损伤容限分析计算平台，允许用户进行裂纹萌生、裂纹扩展分析和预测金属结构的寿命等等。AFGROW (Air Force Grow) 最早是由美国Air Force Research Laboratory开发并使用完善的。

AFGROW的经典应力强度因子库提供了三十多种裂纹几何模型（包括多种工况下的轴向载荷、弯曲载荷和轴承载荷）。同时提供了高级的多裂纹计算分析功能，可同时分结构中的两个独立裂纹，并可以在分析中考虑孔的影响，也能分析孔边的非轴对称角裂纹、沉头孔裂纹和连续损伤问题。AFGROW支持有限元法求解两个非轴对称孔边裂纹或裂纹向孔扩展等问题，在最新版本中，这一功能不仅支持角裂纹的分析，同时支持穿透裂纹的分析。

AFGROW是目前应用最广泛的、最有效的裂纹扩展寿命预测工具之一。AFGROW前期主要用于航空领域，经过不断增强和完善现在也一样适用于其他行业的金属结构疲劳裂纹的问题分析。AFGROW是一个非常开放和友好的计息机程序，其提供了友好的用户界面和丰富的软件接口。

AFGROW包含了数个十分有用的功能：

• 用户自定义应力强度求解方法
• 用户自定义beta修正因子（通过这一功能，可以处理与AFGROW标准库中求解应力强度因子方法有偏差的模型）
• 残余应力分析功能

同时还有其他十分实用的功能：

• 频谱滤波
• K求解过滤
• 疲劳谱计数
• 专用的剪切粘贴功能
• 输出数据至Microsoft Excel

最新的AFGROW GUI界面可以实时的显示裂纹扩展动画、裂纹扩展距离vs载荷循环数曲线、裂纹扩展速率模型等，在显示中可以快速切换英制或米制单位。

AFGROW提供了COM（Component Object Model）Automation接口，这使得AFGROW可与其他Windows应用接口，可通过AFGROW进行其他应用的任务，也可在其他应用中执行AFGROW的相关任务。AFGROW包含了用户自定义应力强度因子求解插件。用户可以通过编写和编辑动态链接库（DLLs）创建自己的应力强度因子求解方法，这也包含了动态显示裂纹扩展求解功能。这一接口也使得通过有限元求解器实时传递应力强度因子至AFGROW成为可能，提供了巨大的分析开放性。

AFGROW特征与功能

多种独特的特征和功能使得AFGROW区别于其他的裂纹扩展和寿命预测软件。

AFGROW分析框架

AFGROW是一个面向对象的64位寿命预测工具，其基础是线弹性断裂力学，但也包含了可进行应变疲劳裂纹萌生分析的理论框架。如果对于AFGROW中的理论框架较为熟悉，AFGROW会是一个非常强大和开放的工具。其包含的部分选项和特征如下：

1.  5个裂纹扩展速率模型

• Walker-Equation
• NASGRO-Equation
• Harter-T Method
• Tabular data
• Forman Equation超过600种不同材料（金属）

可定义不同环境和不同扩展方向的裂纹扩展速率数据。



2.  5个载荷交互作用（迟滞）模型

• FASTRAN
• Hsu
• Wheeler
• Generalized
• Willenborg

3.  26个经典应用场景几何模型

4.  9个经典权函数模型

5.  用户自定义几何模型

6.  Beta修正能力

Beta修正可能用于求解独特结构的应力强度因子，这种结构不存在于AFGROW的数据库中，但数据库中有相似结构可求得应力强度因子，这时可通过修正方法得到独特结构的应力强度因子。



修正系数通过无缺陷模型的应力分布比值的高斯积分求得。



7.  高级多裂纹模型

AFGROW能够进行多裂纹的裂纹扩展分析。每个裂纹尖端在AFGROW中都是一个对象，因此每个裂尖都可被独立评估。



8.  可选的用户自定义插件求解应力强度因子

用户可自定义AFGROW中未预定义的应力强度因子求解方法，并将其添加至AFGROW。这些求解方法可以分享给他人，也可以自己保留。AFGROW有内置的图形工具，允许这些模块在计息执行进进行动态显示，只要这些模块被编译为动态链接库（DLLs）即可。

这一功能，与AFGROW的COM功能相结合，能以交互方式调用外部的应力强度因子求解器来求解非常复杂的问题。几何数据可以发送至第三方有限元软件，应力强度因子数据可以在寿命计息过程中按照时间步或增量步传递回AFGROW进行寿命预测。



9.  胶接修复分析能力（仅限美国用户）

10.  腐蚀预测能力

11.  谱处理工具

谱处理工具是一个独立的软件工具，拥有AFGROW5.3或更高版本license的用户可下载使用。此工具允许用户通过组合子谱文件创建载荷谱，子谱可以任意顺序和任意重复次数进行组合。

数据可手动编辑，也可以来源于其他的Windows应用。当一个载荷谱被创建后，程序提供基本的统计信息，并且提供了剪辑和截断谱的工具。此外，还可对不同水平的谱进行标记，这样就可以对其应用不同的裂纹扩展速率数据。文件可以合法的AFGROW文本进行保存，在AFGROW5.3或更高版本中也可保存为XML格式。



12.  频谱滤波

频谱滤波功能允许拉、压值独立处理，以考虑那些对拉、压载荷可能有不同响应的系统。



13.  Microsoft COM Automation

除了将AFGROW当作一个独立的软件使用，还可通过其执行其他Windows应用的任务，同时也可在其他Windows应用中执行AFGROW的计算任务。



14.  断裂力学数据库

断裂力学数据库目前包含655种材料的相关断裂力学性能。这些性能主要有：da/dN vs DeltaK，da/dt vs Kmax，断裂韧度，应力腐蚀断裂韧度，阻力曲线。数据下载后可直接以Microsoft Excel打开。同时，数据库拥有超过50种材料的表格数据曲线，随着版本更新，更多的材料曲线将会加入。

AFGROW用户列表

• 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
• Precision Engineering LLC
• Raytheon
• Rucker CR spol s.r.o
• SAFE Inc.
• Sandia Structural Technology, LLC
• Seva SRL
• Skytraders Pty Ltd
• Standard Aero
• Stehlin Engineering
• Turkish Aerospace Ind. Inc.
• Tau Beräkning
• Tenaris
• Textron India
• Tom Brussat Engineering, LLC
• Triumph Group, Inc
• TsAGI
• TUI Airlines
• UDRI Aerospace Mech.
• UniQuest
• United States Air Force Academy
• University of Ulsan
• The University of Utah
• United States Naval Academy
• UTC Aerospace
• Virginia Tech
• VZLU - Aeronautical Research & Test Institute
• Western Avionics
• Wyle