Усталость композитных конструкций: новый инструмент для прогнозирования долговечности волокнистых композитов от компаний Safe Technology и Firehole Composites
Safe Technology Limited, Шеффилд, Великобритания, представила новые уникальные возможности анализа усталости тканых волокон в рамках конечно-элементного (КЭ) моделирования. Инструмент для выполнения такого анализа добавлен в последнюю версию fe-safe/Composites. fe-safe/Composites – это дополнительный модуль современного комплекта программного обеспечения fe-safe, разработанного компанией Safe Technology, для усталостного анализа на базе КЭ моделирования. В этом выпуске расширены возможности модуля для усталостного анализа, применимого к различным моделям: не только композитов с однонаправленными волокнами, но и имеющих простую плетеную архитектуру.
Эта новая возможность была разработана консорциумом компаний во главе с Safe Technology и Firehole Composites (недавно приобретенной Autodesk, Inc.). Методология была уточнена с использованием материалов и экспериментальных данных, предоставленных тремя ведущими инжиниринговыми компаниями: DSO National Laboratories (Сингапур), Royal National Lifeboat Institute (RNLI, Великобритания) и Daimler AG (Германия). Эти компании представляют ключевые отрасли промышленности, для которых возможность оценки усталостной долговечности тканых композитов имеет особое значение, а именно: оборонная, аэрокосмическая, морская и автомобильная промышленности. Производители турбинных лопаток представляют еще один очевидный заинтересованный сектор.
Последний релиз fe-safe/Composites расширяет имевшиеся ранее возможности продукта учитывать микроструктуру и задавать нагрузки, сохраняя при этом функциональность предыдущих версий. Возможности программы по оценке усталостной долговечности для материалов с однонаправленными волокнами была проверена при сотрудничестве с компаниями, производящими турбинные лопатки. Результаты оказались положительными. Для прогнозирования долговечности тканых волокон используются те же методы решения, которые уже себя зарекомендовали при решении задач с однонаправленной структурой.
Кроме того, последняя версия fe-safe/Composites расширила имевшиеся возможности по прикладываемым нагрузкам. Теперь можно задавать повторяющиеся и поблочные нагрузки. Такой тип нагружения характерен, в частности, для турбинных лопаток. Но также он применим и для других отраслей, где детали имеют сложный рабочий цикл, и должны его выдерживать в течение срока от нескольких месяцев до многих лет.
В основе решений лежат кинетическая теория разрушений и закон охлаждения Ньютона. Поэтому анализ можно проводить с учетом изменения нагрузки, времени, температуры и материала. Первичные тесты показали очень хорошую корреляцию между экспериментом и рассчитанной долговечности плетеного слоя, что подтверждает физическую реалистичность подхода к моделированию разрушительного поведения плетеных материалов. Таким образом, новый выпуск fe-safe/Composites окажется чрезвычайно мощным инструментом для любого инженера, от дизайнера до аналитика.
Новая версия fe-safe/Composites теперь поддерживается на Linux и Windows 64 bit, расширяя потенциал программного обеспечения для более широкого круга пользователей и клиентов.
Публикация подготовлена сотрудниками CompMechLab® по материалам сайта CIMdata.
Другие новости по этой теме на сайте FEA.ru:
22.05.2013 Новости мира композитов и композитных структур. Вязанные материалы из тройных скользящих узлов обеспечивают создание недорогого материала с рекордной ударной вязкостью
25.04.2013 Установлено, что наноразмерные кристаллы способны подавать визуальные сигналы, предупреждающие о скором разрушении композиционного материала под действием механических нагрузок
15.11.2012 Разработана технология изготовления композитов на основе нанотрубок, что позволит в 10 раз увеличить прочность материалов
06.02.2012 1. Для ANSYS Workbench выпущен новый компонент - fe-safe - для выполнения анализа и оценки усталостной прочности конструкций 2. О работах CompMechLab® НИУ СПбГПУ, выполняемых на основе мультидисциплинарных надотраслевых ANSYS-технологий