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> Options du produit

nCode DesignLife - Product Options

Les options du logiciel nCode DesignLife

nCode DesignLife est la solution logicielle pour l'analyse de la durabilité et la fatigue au service des ingénieurs. DesignLife travaille avec tous les codes d'éléments finis principaux et fournit des prévisions réalistes des points chauds et de leur durée de vie en matière de fatigue. DesignLife partage un environnement avec nCode GlyphWorks, un logiciel de données graphiques de mesures, fournissant une intégration inégalée de tests et de données CAE.

Fonctionnalité principale:

Jauge de déformation virtuelle (Virtual Strain Gauge) - permet la corrélation entre les résultats d'éléments finis et les mesures sur jauges. Des simples jauges ou jauges de contrainte (type Rosette) peuvent être graphiquement placées et orientées sur des modèles finis en tant qu'étape de post-traitement. Les historiques de déformation dus au chargement peuvent alors être extraits pour une corrélation directe avec vos données mesurées sur jauges.

Création de chargements par blocs (Schedule Create) - permet à l'utilisateur de construire et de traiter les cas multiples qui modèlent un duty cycle. Par une interface intuitive, Schedule Create vous permet de construire un chargement par blocs complets.

Traitement du signal (Signal Processing) - inclus les fonctionnalités de base de nCode Fundamentals permettant la manipulation basique des données, l'analyse et la visualisation.

Gestionnaire des matériaux (Materials Manager) - permet d'ajouter, d'éditer et de tracer les données des matériaux. Nous fournissons aussi une base de données par défaut avec des propriétés de fatigue pour beaucoup de matériaux généralement utilisés.

Scripts en Python (Python Scripting) - permet d'utiliser des scripts en Python afin d'étendre les capacités d'analyse existantes plutôt que devoir coder l'analyse de fatigue à partir de zéro. Parfait pour des méthodes propriétaires ou des projets de recherche.

Propagation des fissures (Crack Growth) - fournit une analyse mécanique complète des fissures utilisant des méthodologies standards propres à l'industrie sur des emplacements spécifiques d'un modèle élément fini. Des lois de fissuration incluent NASGRO, Forman, Paris, Walker et plus. Choisissez dans une bibliothèque complète de formes géométriques ou appliquez vos propres facteurs d’intensité de contraintes personnalisés.

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Déformation - durée de vie (EN)

La méthode d'analyse de Déformation-Durée de vie est applicable à une vaste gamme de problèmes incluant la fatigue à faible nombre de cycles avec la déformation élastique locale qui contrôle la fatigue et la durée de vie. La méthode standard EN utilise la formule Manson-Coffin-Basquin, définissant la relation entre l'amplitude de déformation εª et le nombre de cycle avant la casse Nf. Des modèles matériaux peuvent également être définis utilisant des courbes génériques. Ceci permet l'interpolation de courbes de données matériaux multiples pour prendre en compte des paramètres tels que la contrainte moyenne ou la température.

Modèles de matériaux

  • EN Standard
  • Multi-courbes EN dépendant de la contrainte moyenne
  • Multi-courbes EN dépendant du ratio de chargement R
  • Multi-courbes EN dépendant de la température

Méthodes d’extraction des déformations équivalentes ou analyse en plan critique

Recherche Contrainte-déformation pour positionnement précis des cycles

Calcul de facteur de sécurité à une durée de vie cible

Modèles d’endommagement Multiaxiaux

  • Wang Brown
  • Wang Brown avec prise en compte de la contrainte moyenne

Correction de contrainte moyenne

  • Morrow
  • Smith Watson Topper
  • Interpolation entre courbes multiples

Correction de Plasticité

  • Neuber
  • Hoffman-Seeger
  • Seeger-Heuler

Calcul Multiaxial

  • Biaxial
  • 3D Multiaxial
  • Auto-correction

Contrainte-Durée de vie (SN)

L’application première de l’analyse Contrainte-Durée de vie (SN) est la fatigue à grand nombre de cycles, où la contrainte nominale contrôle la durée de vie. Cela inclut la capacité à interpoler entre des courbes multiples afin de prendre en compte l’effet de contrainte moyenne ou la température. D’autres options offrent d’intégrer des corrections pour les gradients de contraintes ou les états de surface. La programmation de scripts Python est également disponible pour définir des méthodes et des modèles matériaux custom pour l’analyse en fatigue.

Modèles de matériaux

  • Standard SN
  • Multi-courbes SN dépendant de la contrainte moyenne
  • Multi-courbes SN dépendant du ratio de chargement R
  • Multi-courbes SN définies par le diagramme de Haigh
  • Multi-courbes SN dépendant de la température
  • Bastenaire SN
  • Custom SN utilisant un script Python

Méthodes d’extraction des contraintes équivalentes ou analyse en plan critique

Calcul de facteur de sécurité à une durée de vie cible

Correction de contrainte moyenne

  • Guides FKM
  • Goodman
  • Gerber
  • Interpolation entre multiples courbes

Correction selon le gradient de contraintes

  • Guides FKM
  • Défini par l'utilisateur

Analyse Multiaxiale

  • Biaxial
  • 3D Multiaxial
  • Auto-correction

Dang Van

Dang Van est un critère multi-axial de limite en fatigue et c’est une méthode pour la prédiction de la limite d’endurance sous des situations de chargement complexes. La sortie de cette analyse est exprimée avec un facteur de sécurité plutôt qu’une durée de vie en fatigue.

  • Utilise des paramètres matériaux spécifiques calculés à partir de test en fatigue en traction et torsion alternée.
  • Les effets du procédé peuvent être intégrés en utilisant la déformation plastique équivalente due à l’emboutissage.

Téléchargements disponibles:

White paper : Prendre en compte les effets de l’emboutissage dans les calculs en fatigue

Facteur de sécurité

Le glyphe Safety Factor permet le calcul d’un facteur de sécurité basé sur la contrainte. Cette méthode est largement utilisée comme critère de dimensionnement pour composants moteur tels que les vilebrequins, arbres à cames et pistons.

  • Les entrées sont des contraintes ou déformations élastiques pour cette technique basée sur la méthode SN.
  • Les données matériaux requises sont les corrections de contrainte moyenne standard ou bien des diagrammes de Haigh définis par l’utilisateur pour évaluer la durabilité.
  • Les contraintes d’un modèle éléments finis complet sont traitées dans un simple processus d’analyse.

Webinar : Application moteur et Analyse de Facteur de Sécurité dans nCode DesignLife

Points soudés

L’option Spot Weld permet l’analyse en fatigue de tôles assemblées par points soudés. Cette approche est basée sur la méthode LBF (cf SAE paper 950711) et est bien adaptée aux applications pour les structures de véhicules.

  • Les points soudés sont modélisés par des éléments poutre avec une rigidité importante (e.g. NASTRAN CBAR) comme supporté par la plupart des pré-processeurs EF.
  • Les formulations CWELD, ACM utilisant une représentation de l'élément solide sont aussi supportées.
  • Les efforts et les moments dans la section sont utilisés pour calculer la contrainte structurelle autour de l’arête du point soudé.
  • Les calculs de durée de vie sont réalisés autour du point soudé sur de multiples incréments d’angle, la durée de vie totale étant calculée à partir du cas le plus sévère.
  • Le script Python permet de modéliser d’autres méthodes d’assemblage telles que des rivets ou des assemblages vissés.

Cordon de soudure

L’option Seam Weld permet l’analyse de joints soudés incluant le chanfrein, les soudures par recouvrement et laser. La méthode est basée sur une approche développée par Volvo (cf. SAE paper 982311) et validée depuis plusieurs années d’utilisation des projets de développement sur châssis et carrosseries.

  • Utilise les contraintes de modèles éléments finis (éléments coques ou solides) ou les contraintes obtenues à partir des efforts ou des déplacements aux noeuds.
  • Approprié pour les ruptures en pied, racine et gorge de cordon.
  • Les soudures épaisses peuvent être traitées en utilisant l’intégration des contraintes décrite dans le standard ASME Boiler & Pressure Vessel Code VIII (Division 2).
  • Des corrections sont disponibles pour l’épaisseur des tôles et les effets de contrainte moyenne.
  • Supporte les standards BS7608 et Eurocode, avec les courbes matériaux disponibles.

Voir le whitepaper: Analyse en Fatigue de Structures Soudées

Fatigue vibratoire

L’option Fatigue vibratoire permet une prédiction en durée de vie plus réaliste et efficace sur applications avec un chargement aléatoire tel que le vent ou les vagues en utilisant le domaine fréquentiel.

  • Les Modèles EF sont résolus avec une analyse en réponse fréquentielle et le chargement vibratoire est défini dans DesignLife.
  • Simule un test sur pot vibrant contrôlé par DSP aléatoire, sinus-sur-bruit, sinus balayé ou sinus fixe.
  • Définit le chargement vibratoire et peut inclure l’effet de la température, une pré-charge statique et des cas de chargement par blocs combinés.
  • La vibration Multi-chargements offre la possibilité de définir un sinus-sur-bruit et des DSP multiples simultanées.
  • L’option produit parfaitement complémentaire est la Personalisation des Essais pour déduire un profil de mission de spectres de chargements multiples.

Contenu similaire:

Présentation enregistrée sur l’utilisation de DesignLife pour la Fatigue Vibratoire

Publication SAE: Obtenir une Spécification Sinus Balayé sur Bruit pour la Qualification de Composants montés sur Groupe Motopropulseur

Fatigue Thermo-Mechanique

L’option Thermo-Mechanical Fatigue (TMF) offre des solutions pour la fatigue thermo-mécanique et le fluage, en utilisant les résultats en température et de contraintes issues de résultats EF. Les applications s’appliquent aux composants qui sont sollicités à la fois thermiquement et mécaniquement tels que les lignes et les collecteurs d’échappement.

Méthodes de Fatigue à Haute Température :

  • La méthode Chaboche est une approche Contrainte- Durée de Vie qui utilise les contraintes EF et une correction en température constante ou cycle-par-cycle.
  • La méthode Chaboche Transient prend en compte la température en pondérant l’historique de contraintes en préalable au comptage de cycles. Cette méthode s’applique lorsque les contraintes et la température sont fortement corrélées, par exemple pour une analyse transitoire visco-élasto-plastique.

Méthode d’analyse en Fluage :

  • Les méthodes Chaboche et Larson-Miller sont disponibles.
  • Les endommagements de fatigue et de fluage peuvent être directement sommés. Les données matériaux requises sont issues de test de fatigue et de fluage à température constante.

Contenu similaire:

Présentation enregistrée sur Thermo-Mécanique

Publication SAE: Fatigue Isotherme et Thermo-Mécanique de Composants Automobiles

 

 

Composite Analysis (EN)

Composite Analysis

The Composite Analysis option allows users to evaluate the strength of a structure against industry standard composite failure criteria. Rather than limiting this evaluation to a small number of load cases or steps, stresses can be assessed by using the chosen failure criteria throughout realistic duty cycles (quasi-static or dynamic), allowing critical locations, load combinations and associated design reserve factors to be readily identified. In addition, selected location loading paths may be visually compared with the material failure envelope.

The following methods can be used individually or combined to give the most conservative result: 

  • Maximum stress
  • Maximum strain
  • Norris
  • Hoffman
  • Tsai-Hill
  • Tsai-Wu
  • Franklin-Marin
  • Hashin
  • Hashin-Rotem
  • Christensen
  • User-defined custom methods via Python 

Brochure: Fatigue Analysis of Composite Materials

Composite à fibre courte

L’option Short Fibre Composite option utilise des calculs en fatigue de type Contrainte- Durée de Vie pour les matériaux anisotropes tels que les thermoplastiques renforcés par fibres de verre. Le tenseur de contraintes pour chaque couche et point d’intégration à travers l’épaisseur est lu par DesignLife à partir des résultats FE. Le tenseur d’orientation matériau décrivant “l'arrangement des fibres” à chaque point d’intégration est lu en appliquant les résultats d’un processus de simulation au modèle EF. Ce tenseur d’orientation peut être lu des résultats EF ou à partir d’un fichier ASCII.

  • Les contraintes peuvent être issues de résultats EF ou de calculs avec un modèle de matériau composite DIGIMAT. Dans ce cas, les contraintes moyennées dans la matrice et les fibres seront disponibles avec les contraintes macro dans tout le composite.
  • D’abord destiné à l’analyse en fatigue des composites à fibres courtes, cela peut être également appliqué aux composites laminés où les ruptures dues aux contraintes intercouches peuvent être ignorées.
  • Un ensemble d’une ou plusieurs courbes basées sur l’arrangement des fibres est utilisé pour déterminer la courbe SN à chaque point de calcul.
  • La résolution des contraintes peut être effectuée en contrainte principale maximum, en valeur absolue ou en plan critique.

Webinar: Fatigue des Matériaux Composites en utilisant nCode DesignLife

White paper: Analyse en Fatigue sur Polymères Chargés

Brochure: Analyse en Fatigue Analysis de Matériaux Composites

Assemblages collés

L’option Adhesive Bonds permet les calculs de durabilité sur les joints collés des structures métalliques. nCode DesignLife utilise une méthode basée sur la mécanique de la rupture afin de déterminer quels joints dans la structure sont chargés le plus critiquement.

  • Les joints collés sont modélisés avec des éléments poutres et les efforts aux noeuds sont utilisés pour déterminer les efforts et moments linéiques sur l’arête du joint.
  • Les calculs approchés du taux d’énergie de déformation restitué sont fait sur l’arête du joint et, par comparaison au seuil de non-propagation de fissure, un coefficient de sécurité est calculé.
  • La base théorique de la méthode a été développée par le Groupe Volvo et les tests et l’implémentation ont été menés dans un projet de recherche collaboratif avec les partenaires incluant Jaguar Land Rover, Coventry University et Warwick University.

Presentation enregistrée sur les assemblages collés

White Paper: Une approche Mécanique de la Rupture pour la durabilité des joints collés – publiée dans SAE International Journal of Materials and Manufacturing, Avril 2012

Placement de jauges

La fonction placement de jauges calcule la position et le nombre optimal de jauge. Le positionnement correct des jauges facilite alors la reconstruction de charges appliquées sur le composant à partir de données de jauge de déformation mesurées sur le composant.

Cette option définit une nouvelle méthode dans le moteur d'analyse de jauges.

Contenu connexe:

Voir la présentation enregistrée sur la corrélation Elément Fini et essai

Calcul distribué

Distributed Processing permet à une analyse DesignLife d’être lancée dans un environnement High Performance Computing (HPC) ou autres configurations multi-machines, de telle sorte que les plus grand modèles EF puissent être traité de manière performante.

  • Supporte Intel® MPI (Message Passing Interface) pour les systèmes d’exploitation Windows® et Linux® et les clusters Microsoft® MPI et Microsoft HPC.
  • Permet de résoudre rapidement les analyses en utilisant les processeurs combinés de plusieurs machines.
  • Inclut une interface batch pour simplifier l’exécution du calcul distribué.

Webinar: Distributed Processing and High Performance Computing in nCode DesignLife