SIMULIA Fe-safe的案例
SIMULIA Fe-safe在復雜環境下的疲勞仿真優勢——車輛機架疲勞壽命分析案例
SIMULIA Fe-safe在復雜環境下的疲勞仿真優勢——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（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。它專注于基于現代多軸應力的疲勞方法，并且是市場上最專業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 結構應變方法。功能專為滿足要求最嚴苛的行業應用而開發，能夠提供準確、可靠的多軸疲勞分析，無論載荷和模型的復雜度如何。
下面是SIMULIA Fe-safe在對車輛機架及轉向節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。測試路面較復雜。
在經過加速的模擬實驗中，該機架在相當于行駛41000公里時出現明顯的裂紋。FE-SAFE的計算結果表明，結構在相當于行駛27000公里時出現初始裂紋。考慮疲勞軟件計算的裂紋起始，這一結果與實驗吻合得非常好。而且開裂位置與實驗結果完全一樣。
在轉向節的疲勞模擬中，考慮到在車輛行駛過程中，由于路面情況復雜，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的影響，故本分析采用Abaqus和FE-SAFE完成。
展開 Fe-safe軟件功能介紹
一、SIMILIA FE-SAFE介紹
Fe-safe 是世界上最先進的高級疲勞耐久性分析軟件，是基于有限元模型的疲勞壽命分析軟件包。由英國 Safe Technology 公司開發和維護。2013年被Dassault Systemes收購，作為達索Simulia品牌下的疲勞耐久性分析軟件系統。
Safe Technology是設計和開發耐久性分析軟件的技術領導者，在軟件開發過程中，進行了大量材料和實際結構件的試驗驗證。在多軸疲勞耐久性分析產品和服務中，Fe-safe 是旗艦性的產品。新版本中，引入了超過100項功能的改進，保持了最高級耐久性分析軟件的領軍地位，分析速度有了顯著的提高，并且添加了很多新特征和一些獨特的功能，使功能更強大。用戶界面的改進，使得 Fe-safe 更容易使用。
二、SIMILIA FE-SAFE模塊介紹
SIMULIA fe-safe高級疲勞分析軟件包包含如下模塊：
1.SIMULIA fe-safe（基礎疲勞分析包）：
工業行業給制造商施加越來越大的壓力，要求其使用更少的材料，tigong輕量級但更強勁的組件，降低維護成本和召回成本，用更少的時間。
許多公司使用先進的有限元分析計算設計壓力，但疲勞分析往往仍然通過電子表格分析方式，人工采集的應力。由于非常容易錯過失效位置，這種方式耗時和不可靠的。實驗室中針對原型機的結構組件疲勞測試亦非常的耗時。如果原型機過早失效，則一種昂貴的、設計-測試-再設計的開放式循環是必要的。項目時間節點和交付就會延遲。
展開 Fe-safe振動疲勞解決方案
Fe-safe是英國安全技術公司（SAFE TECHNOLOGY LIMITED）與Dassault Systemes SIMULIA緊密合作超過15年的歷史，期間開發出極具創新的、先進的技術產品，并擁有令人羨慕的全球用戶群。英國安全技術公司（SAFE TECHNOLOGY LIMITED）與Dassault Systemes SIMULIA緊密合作超過15年的歷史，期間開發出極具創新的、先進的技術產品，并擁有令人羨慕的全球用戶群。
SIMULIA/FE-SAFE一直是多軸疲勞分析解決方案的領導者，算法先進，功能全面細致，是世界公認精度最高的疲勞分析軟件。
在產品設計階段使用SIMULIA FE-SAFE，可在物理樣機制造之間進行疲勞分析和優化設計，真實的預測產品的壽命，實現等壽命周期設計。設計階段的耐久向分析可以顯著縮短產品推向市場的時間、提高產品可靠性，極大地降低制造物理樣機和進行耐久性試驗所帶來的巨額研發費用。SIMULIA /FE-SAFE耐久性分析技術客觀反應于空間站、飛機發動機到汽車、火車；從空調、洗衣機等家電產品到電子通訊系統；從艦船到石化設備；從內燃機、核能、電站設備到通用機械等各個領域。
基于有限元分析的疲勞技術，實現了產品設計→CAE仿真→疲勞設計→重設計的現代設計研發流程，使疲勞設計更加高效快速和經濟實用。
SIMULIA/FE-SAFE具有完整的材料庫、靈活多變的載荷譜定義方法、實用的疲勞信號采集與分析處理功能以及豐富先進的疲勞算法，完整的輸出疲勞結果。
展開 SIMULIA系列展開解說（Fe-safe）：你不知道的Fe-safe在這里
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Fe-safe專業疲勞壽命分析軟件
Fe-Safe采用世界上最先進的疲勞分析技術，是一款擁有豐富疲勞損傷算法、擁有更全面的材料庫，并且操作簡便的耐久性疲勞分析軟件。由于Fe-safe疲勞算法基于海量的工程實踐，另外客戶的反饋也表明，Fe-Safe可給出準確的疲勞點和疲勞壽命預測。
與傳統疲勞計算方法不同，Fe-safe能夠敏銳的計算出相同當量的載荷由于加載順序不同對結構疲勞壽命的影響，另外Fe-safe包含復雜的多軸疲勞算法精確計算出疲勞破壞最先發生的位置往往不是最大主應力所在位置。因此，Fe-safe提供了不同于傳統的疲勞分析方法的最新疲勞壽命計算解決方案。
Fe-safe 最大的特點:
1）功能最全面--全球疲勞分析技術領導者，疲勞分析功能全面，包含多種疲勞分析模塊;
2）計算準確度高--基于高級多軸應變算法，據大量客戶反饋:計算結果同實驗高度一致;
3）計算效率高一-支持分布式并行計算，支持多核并行，大大提高計算效率;
4）易用性和可擴展性--操作界面簡單應用。上手極快，同時能夠基于宏腳本進行界面定制以及仿真自動化功能開發。
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Fe-safe振動疲勞解決方案
Fe-safe是英國安全技術公司（SAFE TECHNOLOGY LIMITED）與Dassault Systemes SIMULIA緊密合作超過15年的歷史，期間開發出極具創新的、先進的技術產品，并擁有令人羨慕的全球用戶群。英國安全技術公司（SAFE TECHNOLOGY LIMITED）與Dassault Systemes SIMULIA緊密合作超過15年的歷史，期間開發出極具創新的、先進的技術產品，并擁有令人羨慕的全球用戶群。
SIMULIA/FE-SAFE一直是多軸疲勞分析解決方案的領導者，算法先進，功能全面細致，是世界公認精度最高的疲勞分析軟件。
在產品設計階段使用SIMULIA FE-SAFE，可在物理樣機制造之間進行疲勞分析和優化設計，真實的預測產品的壽命，實現等壽命周期設計。設計階段的耐久向分析可以顯著縮短產品推向市場的時間、提高產品可靠性，極大地降低制造物理樣機和進行耐久性試驗所帶來的巨額研發費用。SIMULIA /FE-SAFE耐久性分析技術客觀反應于空間站、飛機發動機到汽車、火車；從空調、洗衣機等家電產品到電子通訊系統；從艦船到石化設備；從內燃機、核能、電站設備到通用機械等各個領域。
基于有限元分析的疲勞技術，實現了產品設計→CAE仿真→疲勞設計→重設計的現代設計研發流程，使疲勞設計更加高效快速和經濟實用。
SIMULIA/FE-SAFE具有完整的材料庫、靈活多變的載荷譜定義方法、實用的疲勞信號采集與分析處理功能以及豐富先進的疲勞算法，完整的輸出疲勞結果。
展開 聯合ABAQUS與Fe-safe的隨機振動疲勞分析（隨機疲勞理論及有限元軟件操作講解） ￥25
4.3.3 隨機振動疲勞分析結果
使用fe-safe計算振動疲勞壽命，獲得算例最短的振動時間 T=10E+4.52=33113秒 ，算例模型中最短壽命區域與隨機振動分析結果相吻合。
5. 結論
本文介紹隨機疲勞壽命分析的基礎理論，并使用有限元軟件ABAQUS與Fe-safe聯合仿真技術，在基于PSD譜上，對某一啞鈴狀板梁進行了隨機振動疲勞壽命仿真分析，同時也介紹了該聯合仿真分析的流程。在分析結果中，對比了隨機振動仿真的RMS計算結果和fe-safe隨機疲勞壽命的計算結果，評估分析結果的可信度。此疲勞仿真分析技術對產品的開發有著重要的幫助，可以在產品設計階段有效控制其疲勞壽命, 指導結構設計，縮短開發周期，降低開發成本。
此外，后期我會補充一些實際項目中的應用案例，為讀者在解決實際的工程問題中提供一定的參考,敬請期待！
參考文獻
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[4] 李西順. 基于OptiStruct的電動汽車電池包振動疲勞分析. Altair技術大會優秀論文
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[6] 達索公司. fe-safe user manual. SIMULIA fe-safe 2018
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FE-SAFE 2016 HF1 Win64 & Linux64 2DVD
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DRS.Technologies.Orca3D.v1.4.20160106.Win64 1CD
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GiS BasePac v6.04 1CD
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Agilent Model Builder Program（MBP）2016.01 Win64 1CD
Agilent Model Quality Assurance（MQA）2016.01 Win64 1CD
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PipelineStudio v4.0.1.0 Final-ISO 1CD
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