疲労耐久性

耐久性について設計を検証し、保証クレームの低減、安全性の向上、および費用削減を図る
Horizontal spacer

設計および開発プロセスで最も厄介な作業の1つとして、経時的な破壊の予測が挙げられます。構造がどのように破壊されるかが分かっていなければ、安全性能を高めることはより困難になります。また、考え得る全ての破壊シナリオについて物理試験を実施するとなると、莫大なコストがかかる可能性があります。有限要素モデルからの耐久性解析は、設計プロセスで徐々に受け入れられつつあります。いまや耐久性解析は疲労寿命の計算に限らず、出力に安全使用応力や保証クレーム曲線、高温、製造工程、および組み立て応力の効果を含めることができます。

MSC Software社は、時間依存または周波数依存の荷重条件を自由に組み合わせて製品寿命を正確に予測できる、FEベースの耐久性および疲労問題のための幅広いソリューションを提供しています。



MSC Software製プロダクトは、さまざまな耐久性解析に使用されています。
  • 高サイクル(S-N)応力-寿命疲労
  • 低サイクル(E-N)ひずみ-寿命疲労
  • Neuberおよびその他の塑性補正法
  • Paris則による亀裂進展
  • "ホットスポット"の同定
  • 変形およびダメージ解析
  • 試験-解析の関連付けのための仮想ひずみゲージ
  • Palmgren-Minerによるダメージの累積計算
 
  • 回転系の疲労
  • ランダム荷重による振動疲労
  • スポットおよびシーム溶接疲労解析
  • 溶接疲労に対する古典的な「溶接分類」法
  • 材料破壊の予測
  • 非比例の多軸応力状態
  • 複数荷重および複数の現象を使用可能
  • 安全率解析
MSC Software社プロダクトは、様々な部品の耐久性解析に使用されています。

航空宇宙:翼、パネル、エンジン翼、車輪、リベット、ボンディング、アクチュエータ、送電部品、バルブ、着陸装置、エンジン室、流体伝達システム
自動車:ギア、溶接、シャーシ、サスペンション、リベット、ボルト、車輪、クランク軸、連接棒、ピストン、車輪、全車体システム
生物医学:ステント、補綴学、歯科インプラント、人工股関節、人工膝関節
エネルギー:パイプ、圧力、容器、掘削装置、制御および安全バルブ、溶接、ファン、タービン、風力タービン、海上プラットフォーム、ギア
電子:はんだ、リード線、PCB、アクチュエータ、電子機器ラックおよびハウジングアセンブリ
消費財:シール、ファン、コネクタ、ワイヤー、バルブ、自転車ペダル、運動器具
機械:ギア、ベルト、バルブ、シール、パイプ、チューブ

 

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は市場で利用可能な最も高度な、フル機能の耐久性製品

この高度な疲労寿命予測プログラムでは、応力解析で使用するのと同じ有限要素結果で包括的な疲労解析を行うことができます。CAE、動解析、耐久性解析を単一のインターフェースでシームレスに管理することができます。nCode DesignLife製品スイートの一部として開発された最近のモジュールだけでなく、MSC Softwareが20年に渡り開発した先進的モジュールも含まれています。

MSC Fatigueは完全にPatranと統合しているため、この高度なモデリング環境における非常に強力なプリポスト処理機能へのアクセスを可能にします。

 

Marcは、延性、脆性、複合材、エラストマ、およびコンクリートを含むいくつかの材料クラスに適した破壊モデルの包括的なセットを提供します。き裂伝播機能は、壊滅的な構造破壊を回避するため、破壊メカニズムおよび装置に適した方法のより良い把握を可能にします。

Marcにおけるこの機能とNastranが持つ機能は、MSC Fatigueの一部であるき裂成長(疲労)ツールに必要な、き裂伝播コンプライアンス機能の生成に適しています。

 

Adams製品スイートの一部であるAdams/Durabilityは、従来のテストベースの耐久性設計プロセスを仮想世界へと拡張します。Adams/Durabilityでは、耐久性デューティサイクルをシミュレーションし、構成要素の荷重履歴を出力し、RPC IIIフォーマットまたはDACフォーマットでの出力を用いて耐久性テストリグを実行することができます。弾性または剛体構成要素での応力の可視化とホットスポットの検出が可能で、疲労寿命予測プログラムとインターフェースをとることで部品設計を改善することができます。

このため、MSC FatigueまたはNastran Embedded Fatigueのいずれかで必要とする有限要素荷重時刻歴の作成にAdamsは不可欠なツールであり、これらの製品にはこの統合に対応する既存のリンクを搭載しています。

 

正確な材料データは、疲労寿命計算の本質的な部分です。MSC Softwareは、正確な材料データの提供において包括的、迅速、および価格競争力のあるサービスを提供するために、HBM nCode UK Ltdとのパートナーシップを新しく締結しました。HBM nCode社は、コストのかかる設計変更を避けるために、耐久性評価を前もって実行することを可能にする、仮想シミュレーションによる疲労寿命予測を実現します。

時には、疲労に対する材料特性の数値モデリングは、多くの実験的試験の必要性を回避し、Digimatはこれに対する数値モデリングアプローチを提供します。

 

MSC Softwareは、疲労解析のトレーニングクラスとエンジニアリングサービスの提供において、世界をリードする専門家を活用しています。疲労解析のトレーニングには、ソフトウェアに注力したコース(PAT319)、またはテクノロジに注力したコース(NAS319)があります。MSC Softwareでは、現在はGUIベースの疲労解析プロセスを採用しているが、ソルバー組み込み型アプローチに切り替えたいユーザー向けにカスタマイズされたDurability Management Quick Start Project(NAS399)の提供も可能です。

Related Products: 

Actran

汎用音響解析ソフトウェア

Adams

マルチボディダイナミクスのシミュレーション

Digimat

非線形マルチスケール複合材料モデリングプラットフォーム

Marc

アドバンスド非線形シミュレーションソリューション

MSC Fatigue

FEベースの耐久性ソリューション

MSC Nastran

有限要素法による構造解析ソフトウェアのデファクトスタンダード

Patran

CAE環境統合プリポストソフトウェア

SimManager

シミュレーションプロセスとデータ管理