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3D EXPERIENCE Works仿真技術驗證生活設計

轉帖|其它|編輯：何家巧|2021-04-26 11:57:20.020|閱讀 114 次

概述：通常情況下，當公司考慮使用仿真技術時，他們考慮的是在減少重量的同時提高產品的強度和剛度。然而，這種方法忽視了一種普遍存在的、容易計算的失效模式：金屬疲勞。高達90%的在役機械故障是由于疲勞造成的，當反復加載和卸載使部件隨著時間的推移因裂紋在材料中傳播而變弱，即使誘發的應力大大低于材料的應力極限。

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為什么耐久性很重要？

通常情況下，當公司考慮使用仿真技術時，他們考慮的是在減少重量的同時提高產品的強度和剛度。然而，這種方法忽視了一種普遍存在的、容易計算的失效模式：金屬
疲勞。高達90%的在役機械故障是由于疲勞造成的，當反復加載和卸載使部件隨著時間的推移因裂紋在材料中傳播而變弱，即使誘發的應力大大低于材料的應力極限。
一個部件的疲勞壽命受到多種因素的影響，如材料、幾何形狀、應力范圍、負載頻率、制造工藝和大氣條件。這是一個難以計算的問題，這使得它成為計算模擬的任務。
我們在新聞中看到了疲勞故障的結果。想想最近由于風扇葉片的金屬疲勞導致的商業飛機發動機火災。雖然這些故障是災難性的，但我們在多個行業看到了疲勞的結果。

圖片1：由于疲勞造成的災難性事件

疲勞失效的例子在許多行業的產品和部件中都可以找到。
工業設備：旋轉機械、螺栓、齒輪、皮帶、閥門、密封件、管道和管材。
生命科學：支架、假體、牙科、髖關節和膝關節植入物。
能源和材料：管道、壓力容器、鉆探設備、控制和安全閥門、焊接、風扇、渦輪機、風力渦輪機、海上平臺和齒輪。
電子產品：焊料、鉛絲、PCB、執行器、電子架和外殼組件。
消費產品：密封件、風扇、連接器、電線、閥門、自行車踏板和運動器材。
家庭和生活：門和窗。

圖片2：用SIMULIA fe-safe技術解決的牙科植入物的耐久性模擬

由于疲勞引起的故障的普遍性和計算解決方案的大幅改進，公司正在轉向耐久性模擬，以更好地理解和預測部件或產品壽命期間的疲勞發生。耐久性的物理測試是非常昂貴和耗時的。工業標準要求在更短的期限內進行越來越多的耐久性測試和驗證。公司必須采用和實施耐久性模擬解決方案，以符合行業法規和堅持客戶要求。

圖片3：自行車曲柄需要持續7,000,000次循環的例子

使用3DEXPERIENCE® Works結構仿真組合，耐用性仿真工具可以預測圖3所示的產品故障。

圖片4：3DEXPERIENCE作品模擬組合

為了應對強度、剛度和耐久性設計的挑戰，已經推出了兩種新的解決方案（或角色）。
耐久性能引擎
耐久性能工程師的能力有：線性和非線性靜態（Abaqus隱式）、準靜態（Abaqus隱式動態）、熱、耐久性、接觸摩擦、非線性材料、高級網格劃分、順序加載、本地和云計算等。
耐久性力學和引擎
耐久性力學和工程師的能力是：先進的線性和非線性靜態和動態（Abaqus隱式、隱式動態和顯式）、熱學、耐久性、材料校準、幾何體準備等。

圖片5：3DEXPERIENCE Works結構仿真組合。

1.這些新的耐久性功能的提供
經過驗證的強大的SIMULIA Abaqus和專家使用的Fe-safe技術。
用于全面產品性能評估的多步驟結構方案。
具有高循環和低循環分析的先進技術（基于應力和應變的算法）。
真實的疲勞多事件和多方向載荷，用于準確的耐久性計算。
超過350種具有疲勞特性的材料