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機能fe-safe:疲労寿命評価プログラム

疲労解析手法

FE-SAFEは、各材料ごとに、最適なアルゴリズムを自動的に選択します。

  • ひずみ基準の多軸疲労アルゴリズム
    • 最大せん断ひずみ、最大ひずみ
    • せん断と垂直ひずみを組み合わせたBrown-Miller線図
    • クリティカル・プレーン手法
    • 標準またはユーザ定義による平均応力の補正
    • 多軸ノイバー則
    • 繰り返し塑性モデル
  • 応力寿命曲線を用いた多軸疲労アルゴリズム
    • クリティカル・プレーン手法
    • 標準またはユーザ定義による平均応力の補正
  • 応力寿命曲線を用いた単軸疲労アルゴリズム
    • Goodman、Gerber、Buchによる平均応力補正
    • ユーザ定義による平均応力補正
  • ひずみ寿命曲線を用いた単軸疲労アルゴリズム
    • Morrow、Smith-Watson-Topperによる平均応力補正
    • ユーザ定義による平均応力補正
  • S-N線図と平均応力補正を用いたVon Mises応力による疲労解析
  • 無限寿命設計のためのDang Van多軸疲労解析
  • BS7608に準拠した応力寿命を用いた溶接構造解析
  • 非線形ダメージの蓄積による鋳鉄の疲労解析(単軸および多軸疲労)
  • 材料と荷重変動を組み合わせた確率解析

SWTによる平均応力補正の例

fe-safe:概要
ここに
  σmax  :  最大応力(平均応力を修正するために使用)
  εa  :  ひずみ振幅
  b  :  疲労強度指数
  c  :  疲労延性指数
  σ’f  :  疲労強度係数
  ε’f  :  疲労延性係数
  2Nf  :  破壊に至る繰返し(reversal)数、(2 reversal = 1 cycle)

FEA結果

  • 入力は通常、弾性応力です。
    FEA結果は運転時の応力履歴に従って、スケーリングと重ね合わせ処理が行われます。
  • 弾塑性応力も扱えます。
  • 同じモデル内でソリッドとシェル要素を混合できます。要素数やファイルサイズの制限はありません。
  • 高温クリープ疲労解析のために熱荷重が考慮できます。
  • 幾つかのファイルのFEA結果のつなぎ合わせが可能。
  • 下記のインターフェースが標準に含まれます。
    • MSC/NASTRAN(op2,f06) 、NX/NASTRAN(op2,f06)
    • ABAQUS(fil,odb)
    • ANSYS(rst)
    • Pro/Mechanica(ASCII,binary)
    • I-DEAS(unv),
    • ADAMS(dac)
    • MTS/RPCIII(rsp)
    • BEASY
    • FEMSYS
    • CADFIX
    • Altair/HyperMesh と Optistruct など
  • 選択した荷重ケースをFE-SAFEに読み込むことができます。全体のモデルファイルを入力する必要はありません。

荷重

FE-SAFEは、複雑な荷重状態に対応可能です。

  • 各荷重履歴と線形弾性FEAモデル結果と対応付けられます。
  • 複数の荷重履歴が、モデルの各場所の応力テンソルを生成するために重ね合わせられます。
    (4000以上の荷重履歴を同時に扱えます。)
  • FEA応力シーケンスが計算可能です。
    (例:エンジン・クランクシャフトの回転時の各角度毎の結果)
  • 周波数応答結果、過渡応答解析結果から疲労寿命の計算が可能です。
  • ブロック荷重プログラム(荷重サイクルごとのブロックから成る)が適用可能です。
  • 複雑なテストプログラムが簡単に生成できます。
  • 高周波数と低周波数の荷重は、自動的に処理されます。

材料データベース

FE-SAFEには、ひずみ寿命曲線やS-N曲線特性などを持つ幅広い材料データベース(450種類以上の材料)が用意されています。

  • ユーザによって拡張および修正が可能
  • 材料データは温度依存が可能
  • 信頼性のあるひずみ寿命の材料近似アリゴリズム
  • 試験結果の報告やバックグランド・データにアクセス可能
  • ひずみ寿命曲線とS-N曲線が含まれてます
  • 材料データをプロットし、重ねることが可能
  • 静的試験データから疲労特性を推測する先進のアルゴリズム

出力

FE-SAFEは一回の解析で多くの結果を出力できます。

  • き裂の開始点を示す疲労寿命のコンター表示
    • 疲労寿命はユーザ定義の単位で表示可能(マイル、フライト回数、時間など)
  • 指定された設計寿命に対する強度のスケールファクターのコンターの表示
    • 破壊の防止または材料コストの低減のために応力をいくら変化させるかを示します。
  • 指定された寿命に対する破壊確率と残存確率のコンター表示
  • 試験プログラムにどの荷重を含める必要があるか決定します。
  • 荷重履歴中の最大応力のコンター表示など。(降伏応力比、引張強度比)
  • 荷重感度図は全疲労損傷に対し各荷重履歴の影響度を示します。
  • 複数のブロック荷重シーケンスにおける各荷重ブロックごとの疲労ダメージ
fe-safe:概要