NASGRO是上世紀80年代美國航空航天局約翰遜宇航中心(NASA Johnson Space Center)在歐洲航天局和FAA的技術協助下開發的軟件,NASGRO最初被用于對NASA航天器的斷裂失效進行預測和控制,在NASA的老化飛機研究項目中,NASGRO被選定為飛機結構疲勞裂紋擴展分析的指定軟件,從而使得NASGRO的分析能力得到了極大的提升。
20多年以來,NASGRO的功能在尖端項目應用中不斷豐富和擴充,被應用于以航空航天和軍工為代表的各行各業,已經發展成為具有廣泛適應領域的疲勞裂紋預測和生長分析專業尖端技術軟件。目前NASGRO在全球40多個國家有超過1700家用戶。
美國西南研究院(SwRI)在2000年與NASA簽署了太空行動協議,開始負責NASGRO的開發和用戶服務。

NASGRO是用于疲勞斷裂預測以及疲勞裂紋擴展壽命預測的軟件,其主要功能包括:
? 疲勞裂紋生成(初始化)分析。
? 疲勞裂紋擴展和斷裂分析。
? 預測結構壽命。
? 處理并儲存疲勞裂紋擴展參數。
NASGRO提供了統一的Windows風格圖形用戶界面,在界面下集成各個分析模塊,包括:
? NASFORM:疲勞裂紋生成(初始化)模塊。
? NASFLA:核心壽命預測模塊。
? NASBEM:二維邊界元分析模塊。
? NASMAT:材料數據庫模塊。

NASGRO提供了集成的Windows風格圖形用戶界面,用戶可以方便直觀地輸入參數或者建立批處理文件,并可以方便地觀察和修改。用戶在該界面中可以對同類裂紋進行不同幾何參數或者縮放系數的敏感性分析。

NASFORM是NASGRO的疲勞裂紋初始化模塊。
NASFORM提供了一個應力壽命模型和四個應變壽命方程,可以輸入應變壽命數據。

NASFLA是NASGRO的核心壽命預測模塊。
NASFLA提供了獨特的強大斷裂力學分析功能,可以對多種類型的斷裂力學問題進行計算,例如:

? 計算給定裂紋幾何形態和載荷條件的應力強度因子,并且可以列表或圖形化顯示計算結果。NASFLA可以考慮超過60種的裂紋幾何形態。

? 基于幾何形態、初始裂紋長度和載荷譜來計算裂紋擴展并最終確定導致裂紋非穩定發展的載荷循環數或者壽命,在此計算中應用NASGRO裂紋擴展方程、Walker方程以及輸入數據表。

? 計算在給定的載荷歷史條件下,將導致裂紋擴展失效的臨界初始裂紋尺寸。

? 計算在給定載荷下,應力強度因子將等于材料斷裂韌度的臨界最終裂紋尺寸。

? 進行持續裂紋擴展分析,計算裂紋擴展速度,從而確定在材料斷裂失效前能夠經受一個恒定載荷作用的時間。

NASBEM是NASGRO的二維邊界元分析模塊,用于計算二維形態裂紋的應力強度因子,可以考慮多軸載荷條件以及混合裂紋模式。
NASBEM可以用于建立應力強度因子表以及相應的裂紋長度,并進一步用于NASFLA模塊預測壽命。
NASBEM也可以計算任意形狀未開裂二維區域的應力場。
NASBEM包括三個部分:

? 友好的數據輸入界面。

? 邊界元求解器,包括應力強度因子計算程序。

? 后處理應力分析程序,提供了圖形輸出選項。

NASMAT可用于對材料的疲勞裂紋擴展數據或者斷裂韌度進行存儲、提取或者曲線擬合。NASMAT的材料數據庫以英制與國際單位制方式提供了眾多的材料數據,如下表所示。
材料數據庫提供了超過9000組數據,其中包括超過3000組的疲勞裂紋擴展數據以及超過6000組的斷裂韌度數據點。用戶可以對這些數據查找、繪圖或者擬合,以用于NASGRO裂紋擴展方程或者用戶指定的擴展速度方程。這些數據也可以輸入到擴展速度表中。