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Endurica橡胶疲劳寿命仿真

       Endurica是一款专用与分析复杂加载历史条件下橡胶构件的疲劳裂纹软件。能够在较宽的范围内描述橡胶类材料复杂的疲劳力学行为,模拟处于复杂载荷作用下的橡胶材料内部的真实损伤过程。
       它利用数值方法对橡胶构件进行疲劳分析,预测出在达到给定失效裂纹大小时材料所经历的往复变形次数(疲劳寿命),同时还能给出材料疲劳失效的位置和裂纹形核方向以及该失效平面所经历的损伤历史。
       Endurica可以系统的掌握决定橡胶组件疲劳寿命的大部分重要因素。它能够定位到下述因素:有限应变、非线性应力-应变行为、Mullins效应、非线性疲劳裂纹扩展行为(即阈值、近端骨折效应)、按时间裂纹扩展(频率依赖、臭氧侵蚀)、温度对疲劳性能的影响、R比率效应(松弛与非松弛应变历史)、多轴载荷、可变幅值载荷、初始裂纹尺寸、裂纹形核处尺寸和裂纹压缩结束点。
       从2008年成立至今,Endurica为众多工业部门提供了服务,包括:国防、交通、重型设备和医疗器械等。
Endurica软件特性
      Endurica 是一款用于分析实际工况及边界条件下橡胶件疲劳特性的软件。
      由于其大分子的结构特点,橡胶表现出非常独特的行为和特点,需要通过特殊的方法进行分析:
       有限应变                                                   非线性弹性                                
       应变结晶                                                   时间依赖性         
       温度依赖性                                               臭氧侵蚀   
       裂纹闭合                                                   超弹力、Mullins影响   
       疲劳阈值                                                   微观裂纹前体大小 
       多轴向载荷                                               临界平面搜索
       基于有限元分析计算出的机械工作周期,以及橡胶的材料特性,它计算出在组件的所有位置中,产生一个小的裂缝所需要的重复工作周期的次数。
       工作周期是由有限元分析模型中时域结果的应变张量中读取的(也可以通过实验测得),对每一个单元进行疲劳计算之后,可以通过云图等方式进行后处理分析,结果给出疲劳裂纹出现的关键位置和扩展方向。
       Endurica专门为有限应变开发出了关键平面法,该算法准确衡量了裂纹闭合及多轴加载的影响。
       Endurica带有雨流计数程序,用于识别和累计每个载荷周期的损伤。此外,还有一系列的非线性材料模型,以描述橡胶弹性体的行为,以及一个针对常用橡胶材料的材料特性数据库。
Endurica 优势
         Endurica是第一款模拟橡胶材料特性疲劳寿命的商用软件
         100% 专注于橡胶材料和耐久性      
         领先的技术
         丰富经验
         灵活的适用范围
         精确的材料模型
         丰富的材料数据库
Endurica技术一览
       Endurica可以帮助用户实现寿命预测的功能,可以作为强有力的模型验证工具,能够计算裂纹尺寸校准曲线、计算局部载荷、计算平面相关的寿命、辨识损伤行为(S-N, Haigh, Cadwelldiagrams),还可以对初始失效点、面和破坏进行识别。
Endurica分析步骤
      一般地,Endurica疲劳分析包含以下步骤:
        确定材料的弹性和疲劳性能
        确定每一个潜在失效位置所有部件的变型历史,最典型的就是通过有限元分析来完成
        确定每一个潜在失效位置的环境条件,包括温度和臭氧浓度
        确定通过分析要得到的预期结果。ENDURICA不仅可以提供每一个潜在失效位置的疲劳寿命,还可以提供失效面和载荷信息。预期结果取决于分析的目标,可以包括:验证模型行为、预测某一部件的疲劳寿命、预测裂纹最先开始的部位、预测裂纹形核的平面、识别复杂时间历史中的临界破损
        创建.HFI文件。这是一个包含进行分析所需全部信息的ASCII文件。必须注意的是在分析过程中要保证单位的一致性
        运行ENDURICA。分析状态和进程被记录在.HFM文件中
        评论和解释分析结果。分析的结果汇报在.HFO文件中,可视化的分析结果可以通过商业软件(EXCEL, MATLAB, PATRAN, ABAQUS CAE)给出
Endurica 分析实例
        硅胶指关节假体
       硅胶指关节假体要求能够工作超过1亿次弯曲循环,Endurica允许设计人员比较不同候选材料在实际载荷工况下的耐久性,从而选择最佳材料。     
        美军M1艾布拉姆斯主战坦克履带橡胶垫
      每个新设计应用于军用车辆的橡胶履带系统都需要进行质量鉴定测试,一次测试需要花费至少200万美元。
      Endurica使得工程师可以研究设计和不同使用条件对耐久性的影响,从而在质量鉴定测试之前获得成熟的设计方案。
        非松弛周期载荷作用下的天然橡胶
       在非周期载荷作用下,应变结晶可以延缓裂纹扩展,从而极大增强耐久性,见下图(左)Lindley基于天然橡胶实验结果。
       Endurica提供了精确的橡胶模型用于分析应变结晶效应,如上图(右)计算的Haigh曲线(右),随着平均应变增加,寿命随之增加。
        多轴变幅度试验
       Endurica可以兼顾每个潜在裂纹开裂平面的单独的加载经验,其具有专利算法,可以针对多种复合载荷工况(比例或者非比例)作用下大批量疲劳测试,准确的预测出寿命和失效平面方向,这些载荷工况可以包括拉伸、压缩和剪切,以及各种不同的幅度的载荷工况。