fe-safe
Logiciel d'analyse de la durabilité pour les modèles d'éléments finis
Assurer l'efficacité des matériaux dans l'industrie
L'optimisation de l'utilisation des matériaux est devenue la pierre angulaire de la transformation que connaît actuellement l'industrie. Les fabricants sont constamment en quête de composants légers et robustes pour assurer une production rentable avec des garanties réduites, des coûts de rappel minimaux et des délais plus courts. L'analyse par éléments finis avancée est un aspect incontournable des calculs des contraintes de conception. De nombreuses entreprises s'appuient encore sur la sélection manuelle des points de contrainte pour effectuer une analyse de fatigue. Cette approche est longue et peu fiable, car elle augmente le risque de négliger certains points de rupture sensibles.
Analyse de fatigue FEA
fe-safe est le leader technique des logiciels d'analyse de fatigue pour les modèles par éléments finis. Fruit d'une étroite collaboration avec l'industrie, fe-safe est une référence en la matière depuis le début des années 1990. La suite logicielle fe-safe intègre une technologie de pointe pour l'analyse de durabilité basée sur FEA. Elle s'interface directement avec les principales suites FEA (Abaqus, ANSYS, Nastran) et convient aux applications industrielles les plus exigeantes.
Méthodes d'analyse de fatigue
fe-safe est le premier logiciel commercialisé spécialiste des méthodes de fatigue modernes basées sur les déformations multiaxiales. Aujourd'hui encore, il reste une référence dans le domaine des logiciels d'analyse de la fatigue. Extended Packaging inclut fe-safe, offrant ainsi un accès unifié à toutes les technologies de solution au sein du portefeuille via un même pool de jetons. fe-safe est réputé pour sa précision, sa rapidité, ses fonctionnalités complètes et sa facilité d'utilisation. Aussi complexe que soit votre analyse de fatigue, fe-safe s'intègre facilement dans votre processus de conception pour vous permettre de développer des produits durables.
Logiciel d'analyse de fatigue
La suite fe-safe propose :
- fe-safe : analyse de fatigue multiaxiale qui offre des résultats fiables et précis, quelle que soit la complexité de la charge et du modèle
- fe-safe/Rubber : technologie d'analyse de fatigue de pointe dédiée aux élastomères
- Module Verity in fe-safe : méthode originale et brevetée Verity™ d'analyse des contraintes structurelles pour les jointures, les joints structuraux et les joints par points de soudure
- Flux de travail fluide entre le portefeuille de produits SIMULIA : Abaqus, Isight et Tosca
- Présentation
- Avantages clés
- Caractéristiques techniques
Présentation de fe-safe
- Calcul de la résistance à la fatigue à chaque point du modèle en produisant des tracés de contour pour mettre celle-ci en évidence ainsi que les fissures, sans négliger aucun point sensible
- Détermination de l'intensité du changement de contrainte nécessaire pour atteindre l'objectif de durabilité de la conception : l'outil indique clairement les endroits où le composant est sous-résistant, ainsi que les possibilités d'économies sur les matériaux et de réduction du poids
- Estimation des courbes de réclamations au titre de la garantie selon les probabilités de panne
- Identification des phases du cycle de service générant le plus de dommages pour éventuellement raccourcir les tests de prototype et diminuer le nombre d'actionneurs
- Prise en compte des effets de fabrication comme les contraintes résiduelles d'une pièce emboutie ou formée, les finis de surface ou les effets de variation des pièces de moulage et de forge
- Détection automatique des états de contrainte triaxiale, par exemple en raison d'un contact, pour effectuer une recherche de plan critique approfondie
- Aucun maillage spécial requis, ce qui permet d'utiliser des éléments volumiques et de coque dans le même modèle
- Analyse de fatigue par vibration aléatoire rapide dans le domaine fréquentiel via des densités PSD/CSD de charge à canaux uniques ou multiples avec analyse de plan critique multiaxial
- Module Verity in fe-safe intégrant un calcul unique de la résistance à la fatigue des joints soudés à l'aide de la méthode brevetée VerityTM pour les contraintes structurelles , utilisable avec des charges PSD/CSD multicanal
- Module fe-safe/Rubber intégrant une technologie unique pour la fatigue des élastomères avec des algorithmes de pointe spécifiques
- Fonctions de traitement du signal d'essai et algorithmes de fatigue par extensométrie inclus dans fe-safe standard
Avantages clés de fe-safe
En intégrant la suite de produits fe-safe dans votre processus de conception, vous pouvez :
- Accroître la résistance à la fatigue des composants essentiels à la sécurité
- Optimiser les conceptions pour réduire l'utilisation des matériaux
- Réduire les rappels de produits et les coûts de garantie
- Optimiser et valider des programmes de conception et de test
- Améliorer la corrélation entre le test et l'analyse dans une interface utilisateur unique
- Diminuer les temps de test des prototypes
- Réduire le temps d'analyse et donc le temps de travail du personnel
- Renforcer la probabilité que les conceptions de produits réussissent les programmes de test physique dès le premier essai
- Réduire le recours à des tests physiques
Rapidité
- Les assemblages composés de pièces, finis de surface et matériaux différents peuvent être analysés en une seule exécution : fe-safe modifie automatiquement la méthode d'analyse lorsqu'il passe d'un matériau à un autre. Les tracés de contour illustrant la résistance à la fatigue à chaque point, le facteur de résistance et les probabilités de survie peuvent être calculés au cours de la même opération.
- Le codage hautement efficace, le code 64 bits natif et le traitement parallèle multithread permettent à fe-safe d'analyser des modèles d'éléments finis volumineux et de générer rapidement des rapports de résultats. Le traitement parallèle génère des gains de rapidité quasi linéaires.
Précision
- Les algorithmes multiaxiaux avancés sont au cœur de la technologie fe-safe.
- Les méthodes uniques d'élimination nodale de fe-safe garantissent des résultats à la fois rapides et précis.
- Les utilisateurs signalent régulièrement une excellente corrélation avec les résultats des tests. Le développement continu permet à fe-safe de maintenir sa position de leader technologique.
Convivialité
- fe-safe est configuré avec de nombreux paramètres par défaut.
- fe-safe sélectionne automatiquement l'algorithme approprié selon le matériau sélectionné.
- L'option d'enregistrement des analyses standard en fait l'outil idéal pour les analystes non spécialistes de la fatigue.
- Les spécifications équivalentes stockées dans la base de données de matériaux permettent de rechercher les normes américaines, européennes, japonaises et chinoises.
- Les utilisateurs avancés disposent d'une solution hautement configurable.
- Une interface utilisateur intuitive de style Windows avec écran unique assure une communication directe avec les principales suites FEA, telles qu'Abaqus, ANSYS et Nastran (MSC, NX).
Caractéristiques techniques de fe-safe
- Formation automatique de points
- Distance critique : permet de déterminer si les fissures peuvent se propager
- Endommagement par blocs
- Algorithme de fatigue personnalisé fe-safe
- Effets de fabrication
- Base de données de matériaux
- Traitement parallèle
- Mappage des propriétés nœud par nœud
- Traitement des signaux
- Optimisation structurelle grâce à l'intégration avec TOSCA
- Intégration de la fatigue des corps flexibles avec SIMPACK
- Validation de programmes de test
- Indicateurs de contraintes virtuelles
- Fatigue par vibration : dynamique modale, vibration aléatoire des PSD/CSD de charge, balayage sinusoïdal
- Courbe des réclamations au titre de la garantie
- Fatigue de soudure
- Directive FKM
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FAQ sur l'analyse de fatigue
L'analyse de fatigue structurelle évalue la réponse du matériau dans une structure lorsqu'il est exposé à des charges répétées au fil du temps. Elle permet d'examiner l'intégrité structurelle et la manière dont elle change dans des conditions de charge cycliques. En analysant des facteurs tels que les concentrations de contraintes, les variations de charge et les propriétés des matériaux, l'analyse de fatigue structurelle permet de prédire la durée de vie des composants et de prévenir les défaillances catastrophiques dues aux dommages par fatigue.
Dans le domaine de l'ingénierie, l'analyse de fatigue est cruciale pour prévoir et améliorer la durée de vie des matériaux soumis à des charges cycliques. Les principales méthodes utilisées dans l'analyse de fatigue sont les suivantes :
- Méthode contrainte-durée de vie (courbe S-N) : la courbe S-N est une méthode traditionnelle qui consiste à tracer l'amplitude de contrainte du matériau par rapport au nombre de cycles jusqu'à la défaillance. La méthode de la courbe S-N est adaptée à l'analyse de fatigue à cycle élevé lorsque les contraintes se trouvent dans la plage élastique.
- Méthode déformation-durée de vie (courbe ε-N) : cette approche est utilisée pour l'analyse de fatigue à cycle faible lorsque les niveaux de contrainte sont suffisamment élevés pour provoquer une déformation plastique. Il s'agit de tracer l'amplitude de déformation par rapport au nombre de cycles jusqu'à la défaillance.
- Méthode de mécanique de rupture : cette méthode permet de prédire la croissance des fissures préexistantes sous une charge cyclique. Elle est particulièrement utile pour les structures présentant des défauts semblables à des fissures. Elle repose sur les principes de la mécanique de rupture.
- Taux de croissance des fissures de fatigue (da/DN par rapport à ΔK) : cette technique se concentre sur la vitesse à laquelle une fissure existante augmente par cycle de charge en fonction de la plage du facteur d'intensité de contrainte (ΔK). Elle est essentielle pour prévoir la durée de vie restante d'un composant fissuré.
- Analyse de fatigue multiaxiale : cette approche est utilisée lorsque l'état de contrainte est complexe et implique plusieurs directions. Elle nécessite des modèles plus sophistiqués pour prévoir les défaillances, par exemple l'approche de plan critique.
- Méthodes énergétiques : ces méthodes, telles que l'approche de l'énergie d'hystérésis, considèrent l'énergie absorbée dans un matériau pendant la charge cyclique comme le principal facteur de dommages par fatigue.
- Analyse par éléments finis (FEA) : la FEA est un outil de calcul permettant de prévoir les contraintes, les déformations et le déplacement des matériaux et des structures subissant une charge. Associée à des modèles de résistance à la fatigue, elle permet d'identifier les points sensibles et d'estimer cette résistance. Chaque méthode a ses applications, ses avantages et ses limites spécifiques. Le choix de la méthode dépend du type de matériau, de la nature de la charge cyclique et des données disponibles.
fe-safe, leader dans le domaine des logiciels d'analyse de fatigue pour les modèles par éléments finis, s'interface directement avec les principales suites FEA et convient aux applications industrielles les plus exigeantes. Il s'agit du premier logiciel commercialisé spécialiste des méthodes de fatigue modernes basées sur les déformations multiaxiales. Les concepteurs apprécient fe-safe pour sa précision, sa rapidité, ses fonctionnalités complètes et sa facilité d'utilisation.
En faisant de fe-safe une partie intégrante de votre processus de conception, vous pouvez effectuer des analyses de fatigue alliant rapidité et précision. Le logiciel s'intègre parfaitement et vous permet de développer des produits durables et rentables. Il limite le risque de négliger les points de rupture de fatigue sensibles, réduisant ainsi les coûts de rappel potentiels et les réclamations au titre de la garantie.
Les charges cycliques sont un aspect essentiel de l'analyse de fatigue. Il s'agit d'exposer un composant à des charges répétées, ce qui peut créer des zones de forte contrainte et provoquer l'apparition de fissures. Il est important de comprendre les modèles de charge cyclique pour que l'analyse de fatigue soit précise.
La rupture de fatigue se produit dans les matériaux soumis à des contraintes et des tensions qui fluctuent au fil du temps, même si ces contraintes sont inférieures à la résistance à la traction du matériau. Contrairement aux ruptures brutales dues à l'application unique d'une contrainte élevée, la rupture de fatigue se développe progressivement, sous l'effet cumulatif de la charge cyclique.
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