SIMULIA Fe-safe在復(fù)雜環(huán)境下的疲勞仿真優(yōu)勢——車輛機架疲勞壽命分析案例

達索Fe-safe是一款耐久性分析軟件，專門用于有限元模型的疲勞分析。它是由達索系統(tǒng)（Dassault Systèmes）提供的SIMULIA 3D軟件套件的一部分。Fe-safe能夠直接連接所有主要的FEA套件，如Abaqus、ANSYS、Nastran（MSC、NEi、NX）和Pro/Mechanica。它專注于基于現(xiàn)代多軸應(yīng)力的疲勞方法，并且是市場上最專業(yè)的疲勞分析軟件之一。Fe-safe適用于熱機械疲勞和蠕變疲勞、橡膠材料以及針對焊接接頭的 Verity 結(jié)構(gòu)應(yīng)變方法。功能專為滿足要求最嚴苛的行業(yè)應(yīng)用而開發(fā)，能夠提供準確、可靠的多軸疲勞分析，無論載荷和模型的復(fù)雜度如何。

下面是SIMULIA Fe-safe在對車輛機架及轉(zhuǎn)向節(jié)的過載疲勞分析案例

在機架模擬過程中，由于該機架為懸掛系統(tǒng)的一部分，上端連接于彈簧，路面行駛時下端受載。測試路面較復(fù)雜。

在經(jīng)過加速的模擬實驗中，該機架在相當(dāng)于行駛41000公里時出現(xiàn)明顯的裂紋。FE-SAFE的計算結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)在相當(dāng)于行駛27000公里時出現(xiàn)初始裂紋。考慮疲勞軟件計算的裂紋起始，這一結(jié)果與實驗吻合得非常好。而且開裂位置與實驗結(jié)果完全一樣。

在轉(zhuǎn)向節(jié)的疲勞模擬中，考慮到在車輛行駛過程中，由于路面情況復(fù)雜，常常會遇到瞬時受載過大的情況。這些瞬時的大載荷會對零件的疲勞壽命產(chǎn)生比較大的影響。因為在大載荷下，零件極容易進入塑性工作。

由于Abaqus強大的非線性分析功能，以及FE-SAFE中可以采用諾伯法則(Neuber’s Rule)來考慮疲勞載荷譜上塑性效應(yīng)的影響，故本分析采用Abaqus和FE-SAFE完成。

在本轉(zhuǎn)向節(jié)案例中，通過常幅重復(fù)載荷、常幅過載和變幅載荷譜三種工況進行疲勞分析和校核，得益于fe-safe算法中對塑性累積的處理十分優(yōu)秀，可以看到仿真結(jié)果與實物測試高度一致。

通過對比實驗數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果，我們可以清晰地看到 Fe-safe 在預(yù)測疲勞裂紋起始和發(fā)展方面的準確性和可靠性。

在企業(yè)的工程設(shè)計和分析中，F(xiàn)e-safe可以幫助工程師們更好地理解材料疲勞行為，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，延長產(chǎn)品壽命，并最終提升產(chǎn)品的安全性和可靠性。無論是在汽車行業(yè)、航空航天還是其他要求嚴苛的工業(yè)領(lǐng)域，F(xiàn)e-safe 都將是一個不可或缺的工具。

因此，對于追求卓越與精確的制造企業(yè)來說，選擇 SIMULIA Fe-safe 作為疲勞分析為高級分析工程師團隊提供深入的洞察力，確保設(shè)計的最終實施是經(jīng)過充分驗證、具有長期的耐久性和性能保證。為企業(yè)帶節(jié)約時間與資金成本的同時來實現(xiàn)更多創(chuàng)新和突破。