MSC Software一體化疲勞壽命預(yù)測解決方案
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通過在計算機里快速有效地改變結(jié)構(gòu)的設(shè)計參數(shù)，而不用建造試驗?zāi)Ｐ?，這樣的分析大大降低了產(chǎn)品的開發(fā)成本。對于目標是預(yù)測應(yīng)力或應(yīng)變的結(jié)構(gòu)分析，這些典型參數(shù)包括幾何外形的改變、外載、材料的選擇。然而，應(yīng)力的預(yù)測僅僅是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的一部分。在產(chǎn)品設(shè)計過程中，計算機工程分析的另一主要需求是估算產(chǎn)品的使用壽命。因此，通過分析法來預(yù)測疲勞壽命是一重要工具。
在方案設(shè)計階段，設(shè)計者和工程師們經(jīng)常使用簡單手冊的計算結(jié)果來評價產(chǎn)品的耐久性。然而，經(jīng)常在開發(fā)周期的測試階段或生產(chǎn)出試驗?zāi)Ｐ秃?，才能詳細地檢驗產(chǎn)品的耐久性。而且，成本相當可觀。僅靠測試手段不能評估一切設(shè)計參數(shù)。而且只有當產(chǎn)品服役了一段時間才能發(fā)現(xiàn)其疲勞失效。在這個階段，疲勞問題將要產(chǎn)生極其惡劣的后果，包括大大地損壞了產(chǎn)品的聲譽，更不用說使用壽命的降低。
在美國已經(jīng)得到確認，由于產(chǎn)品的疲勞問題所引起的損失占國民生產(chǎn)總值的 4％ 左右 (約 1200 億美元)，疲勞所涉及的領(lǐng)域有汽車，航空航天，機械，船舶，鐵路，國防，軍工，海洋工程等等。隨著科技日新月異和用戶對產(chǎn)品的要求越來越苛刻，企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)越來越大，要縮短產(chǎn)品上市時間，疲勞問題要走在設(shè)計的前面等。在產(chǎn)品的早期設(shè)計階段，評估疲勞相關(guān)的問題和進行耐久性分析從而預(yù)測產(chǎn)品的壽命能給公司在縮減開發(fā)和測試成本、縮短投放市場的時間、提高產(chǎn)品使用壽命等方面帶來很大的收益。
MSC.Software公司針對企業(yè)這一需求,提供了完美的一體化壽命預(yù)測解決方案，該方案是MSC仿真工具集的一個重要組成，也是實現(xiàn)虛擬產(chǎn)品開發(fā)（VPD）的一個重要環(huán)節(jié)，它主要由MSC.SimOffice中的四個軟件組成：MSC.Patran，MSC.Nastran，MSC.Fatigue，MSC.ADAMS。
疲勞耐久性流程主要有兩類：由基于試驗測試的流程和基于CAE的虛擬仿真流程。這兩個流程并不是孤立的，而是有由共同的工具聯(lián)系在一起的?；镜钠诜治隽鞒桃笕齻€方面的信息：樣機的幾何信息、載荷信息和材料特性。
對傳統(tǒng)的虛擬疲勞仿真流程來說除了幾何信息來源于 CAE模型外，一般還需要兩方面的輸入，一是材料的疲勞性能參數(shù)，二是應(yīng)力/應(yīng)變時間歷程。材料參數(shù)可根據(jù)相關(guān)標準從試驗中直接獲得，也可以從材料手冊等出版物，或材料數(shù)據(jù)庫軟件中獲得。獲取應(yīng)力應(yīng)變隨時間的變化歷史采用有限元虛擬仿真技術(shù)，只要知道載荷工況和邊界條件，在實物樣機制造出來之前，我們就可以了解整個零部件內(nèi)的應(yīng)力應(yīng)變狀況。對虛擬來，載荷信息可以從虛擬仿真模型中獲得。
疲勞耐久性流程
過去一般是物理樣機和物理試驗活動的載荷，或者樣機是虛擬的，而載荷的試驗獲得的。這樣的疲勞壽命預(yù)測都是過多依賴試驗或者物理樣機，都是比較耗費時間和費用的。不能完全適應(yīng)快速開發(fā)，及時面市的產(chǎn)品開發(fā)需求的。MSC.Software的一體化疲勞壽命預(yù)測方案是利用虛擬樣機——虛擬載荷——材料特性——壽命預(yù)測 進行產(chǎn)品定型設(shè)計驗證。
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