Analisi a Fatica e Durabilità

Garantire ai prodotti la durabilità necessaria per diminuire le richieste di sostituzione, aumentare la sicurezza e ridurre i costi.
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Uno dei compiti più impegnativi nel processo di progettazione è la predizione della rottura nel tempo. Se non si conoscono i modi in cui la struttura del prodotto potrebbe rompersi, è più difficile migliorare la sua sicurezza. Non sempre è possibile condurre test fisici per tutti gli scenari possibili. Per questo l’analisi di durabilità per modelli a elementi finiti sta diventando sempre più utilizzata nel processo di progettazione. L’analisi non è più limitata al calcolo della vita a fatica: i risultati oggi possono includere gli effetti delle alte temperature, dei processi produttivi e dell'assemblaggio. MSC Software offre una serie di soluzioni per i problemi di durabilità e vita a fatica che consentono di prevedere in modo accurato il comportamento di un prodotto in tutte le possibili condizioni di carico dipendenti dal tempo o dalla frequenza.



MSC Software consente di effettuare molteplici analisi di durabilità:
  • High-cycle (S-N) Stress-Life fatigue
  • Low-cycle (E-N) Strain-Life fatigue
  • Neuber e altri metodi di correzione della plasticità
  • Simulazione dell’innesco e crescita di una frattura utilizzando la legge di Paris
  • Identificazione degli “hot-spot”
  • Analisi di deformazione e danneggiamento
  • Estensimetro virtuale per correlazioni test-analisi
  • Studio dell’accumulo dei danneggiamenti con il metodo Palmgren-Miner
 
  • Usura dei sistemi rotanti
  • Fatica vibrazionale con carico random
  • Analisi di punti e cordoni di saldatura
  • Classic "weld classification" approach to fatigue
  • Predizione della rottura del materiale
  • Sollecitazioni non-proporzionali, multiassiali
  • Eventi e carichi multipli e simultanei
  • Analisi dei fattori di sicurezza
MSC Software is used to analyze durability of various types of components:

Aerospace: Ali, pannelli, pale del motore, ruote, rivetti, incollaggi, attuatori, componenti di trasmissione, valvole, carrello di atterraggio, gondole, sistemi di trasmissione dei fluidi.
Automotive: Ingranaggi, saldature, telaio, sospensioni, rivetti, bulloni, ruote, albero motore, bielle, pistoni, ruote, sistemi completi.
BiomedicalGli stent, protesi, impianti dentali, protesi d'anca, protesi di ginocchio.
Energy: Tubi, valvole di pressione, serbatoio, attrezzature di perforazione, di controllo e di sicurezza, saldature, ventilatori, turbine, turbine eoliche, piattaforme offshore, ingranaggi.
ElectronicsSaldatura, fili di piombo, PCB, attuatori, rack elettronici e assemblaggi.
Consumer Products: Sigilli, ventilatori, connettori, cavi, valvole, pedali per biciclette, attrezzi ginnici.
Machinery: Ingranaggi, cinghie, valvole, guarnizioni e tubi.

 

An entirely new concept for CAE based fatigue calculations.

NEF enables fatigue analysis to be performed as an integral part of stress analysis and not as a post processing task. This improves current practices which can be cumbersome and time consuming. NEF revolutionizes the way current calculations are done because there is a dramatic reduction in the number of miscellaneous files that have to be managed (improved durability management) and a corresponding reduction in the overall process time a large job can take.

With Nastran Embedded Fatigue (NEF), large stress (intermediate) files are no longer be needed. This eliminates the need for time consuming file transfer, reduces memory requirements, and enables fatigue computations to be performed faster in memory with use of less disk space. In this way full body fatigue calculations for large models are made possible.

 

NEVF enables users to perform the fatigue analysis in frequency domain with techniques that are often used for dynamic structural analyses. This computationally efficient procedure provides life estimates orders of magnitude faster with minimal loss in accuracy, while using only a small fraction of system resources compared to traditional methods. Frequency domain methods also offer quality results for complex load histories, which could be even random in nature.

Engineers can perform vibration fatigue studies with any of the following commonly used loading conditions:

  • Single-input random load with or without static stress offset
  • Multi-load random input including cross-correlation with or without static stress offset
  • Deterministic loading (single sine waves and narrow bands)
  • Harmonic loading (multiple simultaneously applied sine waves)
  • Sine and narrow band sweeps
  • Duty Cycles: All of the above loading types can be assembled in to load events and sequences to make up realistic duty cycles.
 

MSC Fatigue è il prodotto più avanzato e ricco di funzionalità disponibile sul mercato.

Il suo avanzato programma di calcolo della vita a fatica consente agli utenti di svolgere complete analisi di fatica con gli stessi risultati a elementi finiti usati per l’analisi delle sollecitazioni. CAE, analisi dinamiche e di durabilità vengono gestite con un’unica interfaccia. Fatigue include moduli avanzati sviluppati da MSC Software nel corso di 20 anni, così come i più recenti moduli sviluppati come parte della suite nCodeDesignLife. MSC Fatigue è inserito all’interno di Patran, consentendo quindi l’accesso alle funzionalità di pre e post processazione di questo avanzato ambiente di modellazione.

 

Il solutore Marc comprende un’ampia gamma di modelli di rottura studiati per diversi tipi di materiali, tra cui: duttili, friabili, compositi, elastomeri e calcestruzzi. Una solida funzione di propagazione della frattura consente agli ingegneri di comprendere meglio il meccanismo di rottura e definire soluzioni adeguate per evitare rotture catastrofiche. Queste funzionalità di Marc, così come altre funzionalità meno sofisticate di Nastran, sono anche adatte per generare le funzioni di conformità necessarie al tool di propagazione della cricca in MSC Fatigue.

 

Adams/Durability, parte della suite Adams, estende nel mondo reale il processo di progettazione della durabilità. Con Adams/Durability è possibile simulare il ciclo di durabilità e ottenere la storia di carico dei componenti, oltre a condurre test di durabilità usando dati di output in formato RPC III o DAC. È possibile visualizzare sollecitazioni e rilevare hot spot in componenti flessibili o rigidi, e migliorarne la progettazione tramite l'interfacciamento con i programmi di previsione di vita a fatica. Adams è quindi uno strumento essenziale per creare le storie di carico necessarie per MSC Fatigue o per Nastran Embedded Fatigue, entrambi già predisposti per l’integrazione con Adams.

 

Dati accurati in merito ai materiali sono essenziali in ogni calcolo di vita a fatica. MSC Software ha di recente creato una partnership con HBM nCode UK Ltd per un servizio di fornitura di dati sui materiali completo, veloce e ad un prezzo competitivo. HBM nCode consente di prevedere la vita a fatica dalle simulazioni, rendendo possibile valutare la durabilità in anticipo per evitare costose modifiche di progettazione.

A volte la modellazione numerica delle proprietà dei materiali per l’analisi di fatica può evitare la necessità di fare numerosi test sperimentali: Digimat fornisce un approccio di modellazione numerica specifico.

 

 

MSC Software fornisce corsi e consulenze sulla fatica avvalendosi dei più importanti esperti mondiali. I training possono essere focalizzati sia sul software che sulla tecnologia. MSC Software offre anche consulenze specifiche agli utenti che utilizzano attualmente processi di analisi di fatica basati su interfaccia grafica e vogliono passare all’approccio con solutore integrato.

 

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