fe-safe

La norme industrielle pour l'analyse de la fatigue multiaxiale, la durabilité des soudures et la simulation de la fatigue des élastomères

Arrêtez de surdimensionner. Commencez à prédire la réalité.

Dans le marché concurrentiel d'aujourd'hui, le surdimensionnement coûte aussi cher qu'un échec. Pour le responsable de l'ingénierie, l'objectif est clair : minimiser les risques liés à la garantie et réduire drastiquement la dépendance aux prototypes physiques coûteux et chronophages. Pour l'analyste, le défi est d'ordre technique : les outils d'analyse standard ne permettent tout simplement pas de modéliser avec précision les scénarios de chargement complexes, le comportement des matériaux ou les interactions entre les assemblages.

SIMULIA fe-safe comble cette lacune. Grâce à des algorithmes multiaxiaux avancés et des modèles de matériaux sophistiqués, fe-safe permet à votre équipe de prédire la durée de vie en fatigue avec une précision inégalée. Résultat ? Vous pouvez valider virtuellement vos conceptions, détecter les défaillances avant l’usinage et minimiser les risques liés à la garantie afin de commercialiser plus rapidement des produits plus rentables.

 

Accurately predict fatigue life with fe-safe using advanced multiaxial algorithms and sophisticated material models for multiaxial fatigue analysis, weld durability, and elastomer fatigue simulation.

Pourquoi utiliser fe-safe pour prédire la durée de vie liée à la fatigue ?

fe-safe is used for stress-based fatigue analysis to predict failure under complex, real-world loading scenarios where traditional fatigue calculations fail.

Précision

Allez au-delà de la simple analyse de fatigue basée sur les contraintes. Avec fe-safe, prédisez la rupture dans des scénarios de chargement complexes et réalistes où les calculs de fatigue traditionnels échouent.

fe-safe enables rapid design iteration with a user-friendly setup and parallel processing to ensure fast turnaround times.

Vitesse

Une configuration conviviale et un traitement parallèle garantissent des délais d'exécution rapides, permettant une itération de conception rapide.

Automatically optimize component design to meet strict durability targets with fe-safe's seamless integration with Tosca.

Optimisation

Ne vous contentez pas d'analyser, améliorez. L'intégration transparente avec Tosca vous permet d'optimiser automatiquement la conception des composants afin de répondre à des objectifs de durabilité stricts.

Fonctionnalités

Fatigue multiaxiale

Calcul du chargement complexe principal avec analyse du plan critique

fe-safe utilise une analyse multiaxiale avancée des plans critiques pour scanner virtuellement la surface de votre composant et identifier le plan précis où les fissures s'amorceront. Que votre pièce soit soumise à des charges non proportionnelles, à des déphasages ou à des amplitudes variables complexes, les algorithmes de fe-safe prédisent avec précision la défaillance.

Capacités clés :

  • Détection automatique des points chauds : identifie instantanément les nœuds critiques dans l’ensemble du modèle.
  • Algorithmes spécifiques aux matériaux : Sélection automatique du meilleur algorithme en fonction de votre classification des matériaux.
  • Vitesse et précision : Le traitement parallèle permet d’obtenir des graphiques de contours haute fidélité de la durée de vie en fatigue sans sacrifier la vitesse de résolution.

fe-safe's advanced multiaxial critical plane analysis helps with non-proportional loading, phase shifts, and complex variable amplitudes to accurately predict failure.

Vérification des soudures

Méthode Verity® : Précision de soudage insensible au maillage

Éliminez la subjectivité et la dépendance au maillage des analyses de fatigue des soudures traditionnelles. Le module Verity® de fe-safe utilise la méthode brevetée de contrainte structurelle de Battelle, validée par plus de 3 500 essais physiques. Au lieu de se baser sur des contraintes de pointe instables au pied de la soudure, Verity calcule une contrainte structurelle équivalente à partir des forces nodales. Cette méthode, indépendante du maillage, vous permet d'obtenir des prédictions de durée de vie cohérentes et validées.

Capacités clés :

  • Insensibilité au maillage : obtenez des résultats précis sans affiner votre maillage ni « régler » les éléments au niveau du pied de soudure.
  • Courbe S-N de référence : remplace des centaines de courbes empiriques par une seule courbe S-N de référence unifiée pour toutes les géométries de soudure.
  • Polyvalence : Fonctionne parfaitement sur les soudures structurelles, les soudures à la molette et les soudures par points.

Achieve consistent, validated life predictions with fe-safe's mesh insensitive Verity method which utilizes the patented Battelle Structural Stress Method for weld accuracy and fatigue analysis.

fe-safe/Caoutchouc

La référence en matière de durabilité des élastomères

Le caoutchouc ne se comporte pas comme le métal, et votre logiciel de simulation ne devrait pas le traiter de la même manière. Développé en partenariat avec Endurica, leader mondial de la durabilité des élastomères, fe-safe/Rubber tient compte avec précision du comportement complexe des matériaux, notamment l'effet Mullins (adoucissement sous contrainte), l'attaque de l'ozone et la cristallisation sous contrainte, garantissant ainsi la résistance de vos supports, joints et pneus aux conditions réelles.

Capacités clés :

  • Algorithme breveté de plan critique : Modélise avec précision des phénomènes physiques complexes tels que la déformation finie, le taux de restitution d’énergie pour des défauts hypothétiques et la fermeture des fissures pour chaque plan en fonction du temps.
  • Comptage des cycles de pluie : Prend en compte les variations d’amplitude de charge et suit l’accumulation des dommages pour chaque événement du cycle de service, plan par plan.
  • Base de données de matériaux : Une sélection de modèles précis de matériaux élastomères non linéaires présentant des comportements complexes tels que l’effet Mullins, la cristallisation sous contrainte, l’attaque par l’ozone, la dépendance au temps et à la température, etc.

Accurately account for complex material behavior including the Mullins effect (stress softening), ozone attack, and strain crystallization to ensure your elastomer durability with fe-safe/Rubber.

Traitement du signal

Transformer des données bruitées en informations exploitables sur la durabilité

Une simulation de qualité exige des données d'entrée de qualité. Intégré de série, safe4fatigue est une suite complète d'outils de traitement du signal conçue pour nettoyer, filtrer et analyser vos historiques de chargement. Grâce à l'analyse d'amplitude, l'analyse de fréquence et le filtrage numérique, elle rend les programmes de tests d'endurance plus rapides et plus réalistes. Elle permet aussi l'analyse d'endurance à partir de signaux de déformation mesurés ou simulés.

Capacités clés :

  • Accélération des tests : Optimisez les programmes de tests de durabilité pour les rendre plus rapides et plus réalistes.
  • Filtrage avancé : Suppression du bruit et des pics haute fréquence provenant des capteurs physiques afin d’éviter des résultats de simulation faussés.
  • Analyse fréquentielle : conversion des signaux temporels en densités spectrales de puissance (DSP) pour l’analyse de la fatigue vibratoire.

Speed up durability test programs, make them more realistic, and enable durability analysis using measured or simulated strain signals with fe-safe's safe4fatigue comprehensive suite of signal processing tools.

 

"Verity Module in fe-safe: Weld Fatigue and Durability Analysis Software for Finite Element Models" Whitepaper Cover

 

Livre blanc

Module Verity dans fe-safe

Prédire la durée de vie en fatigue des structures soudées est notoirement complexe. Les méthodes traditionnelles d'analyse par éléments finis sont confrontées au « problème de singularité », où le raffinement du maillage entraîne une flambée des valeurs de contrainte, obligeant les ingénieurs à recourir à un « réglage » subjectif ou à des prototypes physiques coûteux pour valider les conceptions.

Ce livre blanc présente le module Verity® de fe-safe, le seul outil disponible sur le marché utilisant la méthode brevetée de calcul des contraintes structurelles de Battelle. Au lieu d'extrapoler les contraintes de surface volatiles, Verity calcule les contraintes structurelles à partir des forces nodales, qui sont stables et indépendantes de la densité du maillage.

Téléchargez cette brochure pour découvrir :

  • La « courbe S-N de référence » : comment Verity regroupe les données des soudures structurelles, longitudinales et par points en une seule courbe unifiée, éliminant ainsi la nécessité pour les utilisateurs de choisir parmi des centaines de normes empiriques.
  • Validation massive : La méthodologie a été validée à l’aide d’une base de données de plus de 3 500 tests de fatigue physique.
  • Étude de cas de Ford Motor Company : Consultez les données où Verity a prédit l’amorçage de la fissure à 0,81 répétition contre un résultat de test physique de 0,83 répétition, un niveau de corrélation qui permet une conception « bonne du premier coup ».
  • Cohérence Six Sigma : Découvrez comment l’obtention de résultats indépendants de la taille du maillage et du type d’élément assure la cohérence nécessaire à la mise en œuvre de Six Sigma dans les applications de CAE.

 

  • fe-safe's advanced Multiaxial Critial Plane Technology handles complex non-proportional loading realities to find out if, when, and where your part will fail.

    fe-safe

  • L'analyse traditionnelle des éléments finis indique les zones de contraintes élevées ; fe-safe vous indique si, quand et où votre pièce risque de céder. Basé sur la technologie avancée des plans critiques multiaxiaux, le solveur fe-safe est conçu pour gérer les contraintes complexes et non proportionnelles inhérentes à l'ingénierie moderne.

    Que vous analysiez des blocs moteurs, des trains d'atterrissage ou des dispositifs médicaux, fe-safe détecte automatiquement les points chauds de fatigue, sélectionne l'algorithme le plus approprié et renvoie des courbes de durée de vie précises directement à votre visualiseur d'éléments finis.
  • Capacités clés :

    - Analyse multiaxiale du plan critique :Prédit avec précision les défaillances sous des charges complexes.
    - Sélection automatique de l'algorithme :Sélection intelligente de l'algorithme de fatigue en fonction de la classification du matériau (ductile ou fragile).
    - Effets de fabrication :Il tient compte des contraintes résiduelles, de la finition de surface et de la variabilité des matériaux pour correspondre à la réalité « telle que fabriquée ».
    - Calcul de haute performance :L'architecture de traitement parallèle assure un taux de rotation rapide, même pour les modèles de véhicules complets de grande taille.
  • Apply Critical Plane Analysis to finite strain (large deformation) conditions with fe-safe/Rubber for elastomer durability.

    fe-safe/Caoutchouc

  • Le caoutchouc n'est pas un métal et sa simulation requiert des connaissances physiques spécifiques. Développé en partenariat avec Endurica, leader mondial de la durabilité des élastomères, fe-safe/Rubber est le seul logiciel commercial appliquant l'analyse des plans critiques aux conditions de grandes déformations.

    Il tient compte des comportements uniques et non linéaires des polymères, assurant ainsi la durabilité de vos supports, joints et pneus en conditions réelles d'utilisation.
  • Capacités clés :

    - Modélisation complexe des matériaux :Simule avec précision l'effet Mullins (adoucissement sous contrainte), l'attaque de l'ozone et la cristallisation sous contrainte.
    - Support à déformation finie :L'algorithme du plan critique, spécialement développé pour les déformations finies, prédit avec précision la durée de vie en fatigue.
    - Dénombrement des débits de pluie :Il tient compte des variations d'amplitude de charge et suit l'accumulation des dommages pour chaque cycle de service, plan par plan.
    - Validation Endurica :Utilise le solveur de fatigue des élastomères le plus rigoureusement validé du secteur.
  • safe4Fatigue handles durability analyses from measured or simulated strain signals and comprehensive signal processing for amplitude analysis, frequency analysis and digital filtering.

    safe4Fatigue

  • La qualité de l'analyse de fatigue dépend de la qualité des données d'entrée. safe4Fatigue, inclus dans fe-safe, est un système intégré d'analyse de durabilité à partir de signaux de déformation mesurés ou simulés et d'un traitement complet du signal.

    Il intègre des outils performants d'analyse d'amplitude, d'analyse de fréquence et de filtrage numérique. Utilisez-le pour analyser les cycles de service longs, identifier les événements non dommageables et générer des signaux de test accélérés qui réduisent le temps passé sur la table vibrante sans compromettre la précision de la validation.
  • Capacités clés :

    - Filtrage avancé :Supprimer les bruits haute fréquence, les pics et la dérive des données de test physiques afin d'éviter des résultats de simulation faussés.
    - Test d'accélération :Condenser des semaines de données sur la charge routière en quelques heures de tests physiques en éliminant les cycles non dommageables.
    - Analyse dans le domaine de la fréquence :Convertir les signaux temporels en densités spectrales de puissance (DSP) pour l'étude de la fatigue vibratoire.
    - Chargement de l'interaction :Superposez plusieurs historiques de charge pour simuler des environnements de service complexes et multicanaux.
  • Calculate structural stress from nodal forces to deliver consistent, accurate life predictions regardless of mesh density with Verity in fe-safe.

    Vérité®Module pour fe-safe

  • Arrêtez de « régler » votre maillage pour qu'il corresponde aux résultats des tests. Le module Verity® utilise la méthode brevetée de contrainte structurelle Battelle, une approche révolutionnaire qui élimine les problèmes de sensibilité au maillage inhérents à l'analyse de fatigue des soudures traditionnelle.

    En calculant les contraintes structurelles à partir des forces nodales plutôt que des contraintes de surface, Verity fournit des prédictions de durée de vie cohérentes et précises, quelle que soit la densité du maillage.
  • Capacités clés :

    - Insensibilité au maillage :Obtenez des résultats précis avec des maillages grossiers, éliminant ainsi le besoin d'une sous-modélisation haute densité au niveau des cordons de soudure.
    - La courbe S-N maîtresse :Il condense les données de milliers d'essais de soudage en une seule courbe unifiée, éliminant ainsi la nécessité de choisir parmi des centaines de courbes S-N empiriques.
    - Grande application :Validé pour les soudures structurelles, les soudures à la molette et les soudures par points.
    - Intégration totale :Analyser les pièces soudées et non soudées en une seule opération, avec des résultats reportés sur la même carte de contours.

Capacités techniques et physiques

Les méthodes traditionnelles sont très sensibles à la taille du maillage ; si vous peaufinez votre maillage au niveau du pied de la soudure, la singularité de contrainte provoque une chute brutale de la durée de vie prévue, vous obligeant à « ajuster » le maillage pour qu’il corresponde aux essais.Verity (la méthode de contrainte structurelle de Battelle)Ce logiciel est insensible au maillage. Il calcule les contraintes structurelles en se basant sur les forces nodales plutôt que sur les contraintes de surface, ce qui permet d'obtenir des prédictions de durée de vie précises et cohérentes même avec des maillages grossiers, éliminant ainsi la subjectivité de l'utilisateur.

Oui. Contrairement aux codes qui tentent d'appliquer de force les théories de la fatigue des métaux au caoutchouc,fe-safe/Caoutchoucexploite la technologie exclusive deEnduricaElle tient compte de comportements élastomères uniques tels que les déformations finies (grand étirement), l'effet Mullins (adoucissement sous contrainte) et la cristallisation sous contrainte, fournissant la seule solution de plan critique disponible dans le commerce pour le caoutchouc.

fe-safe prend en charge les deux.Vie stressante (S-N)est généralement utilisé pour la fatigue à grand nombre de cycles (HCF) où les charges sont faibles et la déformation élastique.Durée de vie de la souche (e-N)Elle est utilisée pour la fatigue oligocyclique (LCF) où une déformation plastique locale se produit aux points de concentration des contraintes.



Intégration et flux de travail

Non. Bien que fe-safe soit le plus profondément intégré àAbaqus(lecture directe des fichiers ODB), il est indépendant du solveur. Il accepte les résultats deANSYS (.rst), MSC Nastran (.op2),et d'autres solveurs importants.

Oui, grâce à son intégration avec SIMULIA Tosca, vous pouvez effectuer une optimisation de forme qui remodèlera les surfaces des composants, réduisant les contraintes locales et augmentant la durabilité jusqu'à l'obtention de l'objectif (dans la limite des contraintes prescrites).

Grâce à la méthode de comptage des cycles de pluie et à la méthode du plan critique, la complexité des conditions de chargement provient principalement de deux facteurs : 1. l’amplitude variable du chargement et 2. la non-proportionnalité entre les contraintes directes et de cisaillement. La méthode de comptage des cycles de pluie permet de gérer l’amplitude variable du chargement, tandis que l’analyse du plan critique permet de gérer la non-proportionnalité.

Dénombrement des débits de pluieest une méthode standard de l'industrie permettant de calculer avec précision les cycles de fatigue dans un signal d'amplitude variable. Analyse du plan critiqueElle répartit les contraintes sur plusieurs plans, calcule les dommages sur chaque plan et indique les dommages sur le plan le plus endommagé comme étant la durée de vie en fatigue.



Capacités avancées et physique

Oui. fe-safe intègre des méthodes avancées d'analyse de fréquence pour la gestion de la fatigue vibratoire aléatoire. Contrairement aux outils simples qui peinent à traiter des données aléatoires, fe-safe peut exploiter directement les données de densité spectrale de puissance (DSP) et les combiner à l'analyse des plans critiques. Cela permet une prédiction précise de la durée de vie des composants soumis à des charges stochastiques, comme les systèmes de suspension de véhicules sur routes accidentées ou les composants aérospatiaux soumis à des turbulences aérodynamiques.

Oui. L'appareil récemment introduit DTMF technologieCe modèle peut être utilisé pour la plasticité et le fluage localisés ou généralisés. Il modélise les effets de la température sur les propriétés de fatigue, notamment : l’impact du déphasage entre la température et l’historique des contraintes/déformations ; le fluage et son interaction avec la fatigue ; et l'oxydation et son interaction avec la fatigue.



Licences et achats

fe-safe fait partie deLicence unifiée SIMULIAsystème (souvent appelé « Extended Packaging »). Il fonctionne en utilisant le mêmeJetonsqui alimentent Abaqus, Isight et Tosca.

  • À l'attention des gestionnaires :Si vous possédez déjà un bassin de jetons SIMULIA pour Abaqus, votre équipe a peut-être déjà accès à fe-safe sans achat supplémentaire.
  • À l'attention des analystes :Cela vous permet d'augmenter la puissance de traitement parallèle (en utilisant plus de cœurs) lors des pics d'activité du projet en puisant dans le bassin de jetons partagé.

fe-safe est hautement parallélisé. Comme il effectue les calculs à chaque nœud du modèle, ses performances sont optimisées pour les processeurs multicœurs. Nous recommandons un poste de travail doté d'un grand nombre de cœurs et d'une mémoire vive rapide.

Oui. Nous offrons des formations spécialisées, allant de l'« Introduction à fe-safe » à des sujets avancés comme « Fatigue des soudures avec Verity » et « Fatigue des élastomères ». Nos ingénieurs applicatifs peuvent aussi vous aider à évaluer la performance du logiciel par rapport à vos données d'essais physiques actuelles.



Valeur ajoutée pour l'entreprise et les processus

Absolument. fe-safe vous permet de générer une « courbe de garantie » (probabilité de survie). En saisissant la variabilité statistique des propriétés de vos matériaux et celle des profils d'utilisation des clients, le logiciel prédit le pourcentage de pièces susceptibles de tomber en panne à des intervalles d'entretien spécifiques. Cela offre aux gestionnaires d'ingénierie un lien direct entre les données de simulation et le risque financier.

fe-safe est conçu pour la simulation à grande échelle. Il utilise le traitement parallèle multithread pour analyser efficacement des modèles comportant des millions de nœuds. De plus, il utilise des algorithmes intelligents d'élimination de nœuds pour ignorer automatiquement les zones non dommageables, concentrant la puissance de calcul uniquement sur les « points chauds » afin de réduire considérablement le temps d'exécution sans sacrifier la précision.

Oui. fe-safe est entièrement compatible avecSIMULIA IsightVous pouvez créer un flux de travail d'optimisation en boucle fermée où Isight modifie les paramètres (comme la géométrie ou l'épaisseur), met à jour automatiquement l'analyse par éléments finis (FEA), exécute le calcul de fatigue sans risque pour les éléments finis et itère jusqu'à ce que la durée de vie cible soit atteinte. Cela élimine les goulots d'étranglement manuels et assure un dimensionnement optimal des composants.

Oui. Pour les organisations disposant de données héritées ou de méthodes internes spécialisées, fe-safe prend en chargealgorithmes définis par l'utilisateurVous pouvez créer vos propres critères de défaillance à exécuter dans l'interface de fe-safe, ce qui vous permet de tirer parti des puissantes fonctions de pré et de post-traitement du logiciel tout en préservant votre propriété intellectuelle.


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