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3D EXPERIENCE Works仿真技术验证生活设计

转帖|其它|编辑：何家巧|2021-04-26 11:57:20.020|阅读 114 次

概述：通常情况下，当公司考虑使用仿真技术时，他们考虑的是在减少重量的同时提高产品的强度和刚度。然而，这种方法忽视了一种普遍存在的、容易计算的失效模式：金属疲劳。高达90%的在役机械故障是由于疲劳造成的，当反复加载和卸载使部件随着时间的推移因裂纹在材料中传播而变弱，即使诱发的应力大大低于材料的应力极限。

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为什么耐久性很重要？

通常情况下，当公司考虑使用仿真技术时，他们考虑的是在减少重量的同时提高产品的强度和刚度。然而，这种方法忽视了一种普遍存在的、容易计算的失效模式：金属
疲劳。高达90%的在役机械故障是由于疲劳造成的，当反复加载和卸载使部件随着时间的推移因裂纹在材料中传播而变弱，即使诱发的应力大大低于材料的应力极限。
一个部件的疲劳寿命受到多种因素的影响，如材料、几何形状、应力范围、负载频率、制造工艺和大气条件。这是一个难以计算的问题，这使得它成为计算模拟的任务。
我们在新闻中看到了疲劳故障的结果。想想最近由于风扇叶片的金属疲劳导致的商业飞机发动机火灾。虽然这些故障是灾难性的，但我们在多个行业看到了疲劳的结果。

图片1：由于疲劳造成的灾难性事件

疲劳失效的例子在许多行业的产品和部件中都可以找到。
工业设备：旋转机械、螺栓、齿轮、皮带、阀门、密封件、管道和管材。
生命科学：支架、假体、牙科、髋关节和膝关节植入物。
能源和材料：管道、压力容器、钻探设备、控制和安全阀门、焊接、风扇、涡轮机、风力涡轮机、海上平台和齿轮。
电子产品：焊料、铅丝、PCB、执行器、电子架和外壳组件。
消费产品：密封件、风扇、连接器、电线、阀门、自行车踏板和运动器材。
家庭和生活：门和窗。

图片2：用SIMULIA fe-safe技术解决的牙科植入物的耐久性模拟

由于疲劳引起的故障的普遍性和计算解决方案的大幅改进，公司正在转向耐久性模拟，以更好地理解和预测部件或产品寿命期间的疲劳发生。耐久性的物理测试是非常昂贵和耗时的。工业标准要求在更短的期限内进行越来越多的耐久性测试和验证。公司必须采用和实施耐久性模拟解决方案，以符合行业法规和坚持客户要求。

图片3：自行车曲柄需要持续7,000,000次循环的例子

使用3DEXPERIENCE® Works结构仿真组合，耐用性仿真工具可以预测图3所示的产品故障。

图片4：3DEXPERIENCE作品模拟组合

为了应对强度、刚度和耐久性设计的挑战，已经推出了两种新的解决方案（或角色）。
耐久性能引擎
耐久性能工程师的能力有：线性和非线性静态（Abaqus隐式）、准静态（Abaqus隐式动态）、热、耐久性、接触摩擦、非线性材料、高级网格划分、顺序加载、本地和云计算等。
耐久性力学和引擎
耐久性力学和工程师的能力是：先进的线性和非线性静态和动态（Abaqus隐式、隐式动态和显式）、热学、耐久性、材料校准、几何体准备等。

图片5：3DEXPERIENCE Works结构仿真组合。

1.这些新的耐久性功能的提供
经过验证的强大的SIMULIA Abaqus和专家使用的Fe-safe技术。
用于全面产品性能评估的多步骤结构方案。
具有高循环和低循环分析的先进技术（基于应力和应变的算法）。
真实的疲劳多事件和多方向载荷，用于准确的耐久性计算。
超过350种具有疲劳特性的材料