Endurica橡胶疲劳寿命仿真

Endurica是一款用于分析橡胶构件在实际工况及边界条件,尤其是复杂加载历史条件下疲劳耐久性的有效工具。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的损伤过程。

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

Endurica内置多种经典非线性材料本构模型,用于描述橡胶弹性体的力学行为,同时还具有针对常用橡胶材料的特性数据库,用户可以结合橡胶产品的材料试验建立自己的材料特性数据库。

Endurica专门为有限应变开发出了临界平面法,该算法能够准确衡量裂纹闭合及多轴加载的影响,不仅可以计算橡胶结构的疲劳寿命,还可以获知结构内部疲劳危险位置并预测疲劳开裂方向。计算结果对橡胶材料选择、结构优化和耐久性能分析具有重要指导作用。


Endurica 优势


 明确橡胶材料和结构疲劳失效机理

 预测橡胶构件疲劳寿命

 预报潜在的疲劳危险位置

 指导产品疲劳耐久性能设计和改进

 缩短产品设计→开发→耐久性验证周期

 大幅节约产品疲劳耐久性试验成本


Endurica 分析实例


▲ 坦克负重轮履带挂胶疲劳仿真分析

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。


▲ 底盘橡胶衬套疲劳仿真分析

Endurica疲劳仿真分析软件是世界上唯一一款能够分析多轴复杂载荷条件下橡胶构件疲劳问题的应用工具,适用于汽车橡胶零部件的疲劳问题仿真分析。

采用开裂能密度作为疲劳损伤评价指标,不仅可以预报橡胶减振器疲劳损伤分布情况,同时还准确预测了危险区域位置,以及减振器产品疲劳开裂方向,仿真预报结果与实车试验结果具有显著的一致性,可以用于指导橡胶产品的耐久性优化设计和轻量化设计。



▲ 动态热-力耦合疲劳寿命仿真

在高频高载(如恶劣路况中的橡胶衬套件)条件下,橡胶的疲劳寿命分析必须考虑材料的自生热特性。

橡胶受载荷产生热量,并且热量在结构内部累积不易传导,导致使用过程中内部核心区域温度明显升高,长期使用会降低橡胶元件的使用性能。

Endurica支持热-力耦合疲劳仿真分析,可以计算橡胶构件在稳态使用条件下的生热情况和温度场分布情况,进一步计算温度条件下的构件疲劳寿命,疲劳预报结果更接近产品的实际使用情况。