fe-safe 유한요소해석기반의피로해석프로그램

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1 fe-safe 유한요소해석기반의프로그램

개요 소개 다쏘시스템 다쏘시스템 시뮬리아는 시뮬리아 브랜드의 프로그램 제품군으로 설계 및 기술 개발 fe-safe 는 분야의 선도하고 선도업체였던 세이프 테크놀로지를 인수.합병함으로 분야를 있습니다. 고객들에게 필요한 기술을 제공하고 있습니다.

자동차와 대형트럭, 건설장비, 조선, 방위산업, 해양시설, 발전설비, 자동차와 대형트럭, 건설장비, 조선,산업 방위산업, 해양시설, 발전설비, 풍력 에너지 및 의료공학 등 다양한 부문의 주요 선도기업들이 풍력 에너지표준 및 의료공학 등프로그램으로 다양한 산업 부문의 주요있습니다.

통하여 산업계의 표준기술을 개발하여 탑재하고 있습니다. fe-safe 는 다축-변형률 기반의 기술을 사용하는 최초의 상용 fe-safe 는프로그램입니다. 다축-변형률 기반의 기술을 사용하는 최초의 상용 프로그램입니다.

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2 개요 소개 다쏘시스템 다쏘시스템 시뮬리아는 시뮬리아 브랜드의 프로그램 제품군으로 설계 및 기술 개발 fe-safe 는 분야의 선도하고 선도업체였던 세이프 테크놀로지를 인수.합병함으로 분야를 있습니다. 고객들에게 필요한 기술을 제공하고 있습니다. 제조업체들은 보다 빠른 시간 내에 요구 성능을 만족하면서 경량화된 제품을 생산함과 동시에, 품질보증 비용과 제조결함 보상 비용을 포함한 모든 비용을 줄여야 하는 시장의 요구사항에 대한 압박을 받고 있습니다. 자동차와 대형트럭, 건설장비, 조선, 방위산업, 해양시설, 발전설비, 자동차와 대형트럭, 건설장비, 조선,산업 방위산업, 해양시설, 발전설비, 풍력 에너지 및 의료공학 등 다양한 부문의 주요 선도기업들이 풍력 에너지표준 및 의료공학 등프로그램으로 다양한 산업 부문의 주요있습니다. 선도기업들이 fe-safe 를 사용하고 fe-safe 를 표준 프로그램으로 사용하고 있습니다. 첨단 기술을 이용하여 시장의 까다로운 요구사항에 대응할 수 있습니다. 프로그램인 fe-safe 는 1990년대 초부터 산업계와의 협업을 프로그램인 fe-safe 는 1990년대 초부터탑재하고 산업계와의 협업을 통하여 산업계의 표준기술을 개발하여 있습니다. 통하여 산업계의 표준기술을 개발하여 탑재하고 있습니다. fe-safe 는 다축-변형률 기반의 기술을 사용하는 최초의 상용 fe-safe 는프로그램입니다. 다축-변형률 기반의 기술을 사용하는 최초의 상용 프로그램입니다. fe-safe 에서는 열-기계적 피로, 크리프(creep)피로, fe-safe 에서는 열-기계적 하중 피로, 크리프(creep), 적층독보적인 복합재, 그리고 구조응력 기반의 용접부 피로수명 예측에 대한 그리고 구조응력제공합니다. 기반의 용접부 피로수명 예측에 대한 독보적인 기술을 기술을 제공합니다. fe-safe 는 결과의 신뢰성, 해석 속도, 포괄적인 기능 및 fe-safe 는 결과의우수성을 신뢰성, 해석 사용자 편의성 측면에서의 인정속도, 받고포괄적인 있습니다.기능 및 사용자 편의성 측면에서의 우수성을 인정 받고 있습니다. 사용자의 복잡한 문제에 대해서도 fe-safe 는 설계 사용자의 복잡한 적용되고 문제에 대해서도 fe-safe 는 단계에서부터 효율적으로 있으며, 제품 설계 설계 시의 목표 단계에서부터 효율적으로 적용되고 있으며, 제품 설계 시의 목표 내구성능을 확보할 수 있도록 지원하고 있습니다. 내구성능을 확보할 수 있도록 지원하고 있습니다. 강도설계를 위해 유한요소해석(Finite Element Analysis) 기반의 첨단 해석기술을 이용하고 있는 사용자들은 많지만, 부분의 경우에는 여전히 응력해석 결과 기반으로 사용자의 수작업을 통한 취약부 및 내구성능 예측 작업이 수행되고 있습니다. 이러한 과정은 시간 소모적이며, 실제 균열 발생 위치를 예측할 수 없기 때문에 신뢰성 확보가 불가능합니다. 실험실 환경에서 시제품을 이용하여 내구성능을 검증하는 것은 매우 시간 소모적인 방법입니다. 시제품을 이용한 내구성능 검증 시험 중에 내구문제가 확인되었을 경우, 초기 설계 시험-개선 설계 과정을 반복적으로 수행될 수밖에 없습니다. 시제품을 이용하여 내구성능을 평가하는 경우, 목표 기간 내에 제품 개발이 불가능 하고 제품 출시가 늦어질 수밖에 없습니다. 주요 이점 개발 단계에서부터 fe-safe 를 이용한 내구성능을 평가함으로써 다음과 같은 기대 효과를 얻을 수 있습니다. 재료비 및 중량 절감을 위한 설계최적화 제품 제조결함 보상 및 품질 보증 비용 감소 설계 및 시험 평가 기준의 최적화 및 검증 fe-safe 에서는 변형률 계측 결과와 해석 결과를 모두 사용할 수 있기 때문에 동일 사용자 환경에서의 시험-해석 상관성 개선 작업 가능 시제품 내구성능 검증 시간 단축 속도 향상을 통한 사용자 작업 시간 단축 개발 초기 단계에서 제품의 내구시험 목표 만족 여부에 대한 높은 확신 사례 연구 리어 트레일링암 링크 시제품의 연속용접부 시제품 내구시험 중의 피로균열 발생: 목표 수명의 83% 시점 fe-safe 를 이용한 피로균열 발생 예측: 목표 수명의 81% 시점 Ford Motor Company fe-safe 피로수명 분포 기술 개발 첨단의 다축피로 알고리즘을 사용하는 것이 fe-safe만의 독보적인 기술

주요질문 fe-safe 는사용자들이다음과같은문제에대응할수있도록지원합니다. 제품의피로수명은얼마일까?

결과를유한요소모델상에가시화함으로써균열발생이예측되는위치와피로수명을확인할수있습니다. 균열이진전할까? fe-safe 에서는파괴역학기반의임계길이방법을이용하여균열진전에대한해석을진행합니다.

fe-safe 에서는내구성능을만족할수있는허용응력또는허용하중수준을계산할수있으며, 이를강도지수 (Factor of Strength) 라고합니다.

제품사용중의피로파손에따른품질보증비용을절감하기위해재료강도의산포및하중이력의산포를고려하여보증기간을결정합니다. 이를통해조립구조물의각구성부품에대한일관된신뢰성을확보할수있습니다.

fe-safe 에서는민감도해석기능을통해구조물에작용하는하중이력들중피로손상의주요하중을확인할수있습니다. 민감도해석결과를통해개선방안산출, 가속내구시험조건설정및검증작업이가능합니다.

3 주요질문 fe-safe 는사용자들이다음과같은문제에대응할수있도록지원합니다. 제품의피로수명은얼마일까? 구조해석에서의탄성응력해석결과를 fe-safe 환경에서소성변형률로자동적으로변경하는기능을제공하고있으며, 각요소에서18개면에대한손상도를모두계산하도록한임계평면법기반의다축기술을적용하고있습니다. 결과를유한요소모델상에가시화함으로써균열발생이예측되는위치와피로수명을확인할수있습니다. 균열이진전할까? fe-safe 에서는파괴역학기반의임계길이방법을이용하여균열진전에대한해석을진행합니다. 균열이이미발생하였지만파손될때까지진전하지않을경우, 허용설계응력을높일수있고, 경량화구현및효율적인설계가가능할수있습니다. 어느영역에서중량을감소시킬수있을지? 아니면단면보강이필요한영역은어디인지? fe-safe 에서는내구성능을만족할수있는허용응력또는허용하중수준을계산할수있으며, 이를강도지수 (Factor of Strength) 라고합니다. fe-safe 는하중이나응력의변화로인해발생하는소성변형을고려할수있습니다. fe-safe 는계산결과를분포형태로가시화하여각절점위치에서강도성능만족또는불만족여부를확인할수있도록지원합니다. 설계제품의신뢰성수준은? 제품사용중의피로파손에따른품질보증비용을절감하기위해재료강도의산포및하중이력의산포를고려하여보증기간을결정합니다. 이를통해조립구조물의각구성부품에대한일관된신뢰성을확보할수있습니다. 중에피로균열발생수명뿐만아니라강도지수 (FOS) 및생존율을동시에계산할수있습니다. 이를통하여설계안전율과내구신뢰성간의관계를파악할수있습니다. 피로손상을유발하는주요하중은무엇인지? fe-safe 에서는민감도해석기능을통해구조물에작용하는하중이력들중피로손상의주요하중을확인할수있습니다. 민감도해석결과를통해개선방안산출, 가속내구시험조건설정및검증작업이가능합니다. 입력하중이력들중각하중의피로손상기여도를파악할수있기때문에주요하중만을고려한최적의내구시험조건설정및검증할수있습니다. 피로균열을발생원인은무엇인지? fe-safe 에서는피로수명과관련된취약부, 각요소및절점에서의응력이력및변형률이력, 피로및손상이력그래프, Haigh-Smith 선도및기타정보들을가시화할수있습니다. 사례연구 디젤엔진피스톤에서의피로균열 균열발생위치 "fe-safe 를활용하여균열발생위치와균열발생수명을정확히예측합니다." Federal Mogul Technology, USA fe-safe 피로수명분포 일관성있는내구신뢰성확보를위한각구성부품별설계안전율설정

과정 하중 기법 fe-safe 에서는 다음과 같은 다양한 형태의 하중이력에 대한 피로수명을 예측할 수 있습니다. fe-safe 에서는 다양한 방법을 지원하며, 이러한 기능들이 기본 제품에 이미 포함되어 있습니다.

modal 정상 상태 상태 고유진동 고유진동특성을 특성을이용한 이용한응력이력(steady 응력이력(Steady State Modal solutions) Solutions) dynamic 과도 응답 응답 고유진동 고유진동특성을 특성을이용한 이용한응력이력(transient 응력이력(Transient

카운팅(Rainflow Cycle Counting) 결과 시험 이력, 레인플로우 사이클 성형 또는 조립 과정에서 발생하는 초기응력 및 잔류응력 효과 반영 변형률-수명 관계식 기반의 다축 알고리즘 다축 노이버 법칙(Nueber s rule)과 소성변형률로 자동 변환이 가능한 주변형률, 전단 변형률,

속도 등의 영향을 포함한 재료 특성을 가시화 재료의 피로거동 특성을 고려한 주철 재료의 방법 연속용접부 및 점용접부 고온 환경에서의 탄성 또는 탄소성 해석 결과, 선형 또는 비선형 해석 결과를 이용한 fe-safe 에서는 사용자 명령 fe-safe 에서는 사용자편의성이 편의성이높은

fe-safe 그래픽 분석이 fe-safe 그래픽환경에서 환경에서직접 직접다양한 다양한변수들에 변수들에대한 대한'민감도' '민감도' 분석이 그룹 관리 기능을 통해 대상 요소 및 절점 관리에 대한 가능합니다.

4 과정 하중 기법 fe-safe 에서는 다음과 같은 다양한 형태의 하중이력에 대한 피로수명을 예측할 수 있습니다. fe-safe 에서는 다양한 방법을 지원하며, 이러한 기능들이 기본 제품에 이미 포함되어 있습니다. 유한요소해석 기반의 선형 탄성해석 결과에 단축 하중 이력 중첩 fe-safe 에서는 동시에 작용하는 다축 하중이력을 중첩하는 방법(4,000개 이상의 하중 이력이 동시에 작용하는 경우에도 적용 가능) 에 사용할 수 있는 응력이력(탄성 또는 탄소성 해석결과, 선형 또는 비선형 해석결과) state modal 정상 상태 상태 고유진동 고유진동특성을 특성을이용한 이용한응력이력(steady 응력이력(Steady State Modal solutions) Solutions) dynamic 과도 응답 응답 고유진동 고유진동특성을 특성을이용한 이용한응력이력(transient 응력이력(Transient Dynamic Modal modal solution) Solutions) PSD 하중, 여러 가지 하중조건이 조합된 내구시험 이력, 레인플로우 PSD(Power Spectral Density) 하중, 여러 가지 하중 조건이 조합된 내구 카운팅(Rainflow Counting) 결과 카운팅(Rainflow Cycle Counting) 결과 시험 이력, 레인플로우 사이클 성형 또는 조립 과정에서 발생하는 초기응력 및 잔류응력 효과 반영 변형률-수명 관계식 기반의 다축 알고리즘 다축 노이버 법칙(Nueber s rule)과 소성변형률로 자동 변환이 가능한 주변형률, 전단 변형률, 브라운-밀러(Brown-Miller) 이론식 사용 응력-수명 관계식을 이용한 피로수명 예측의 경우, 주응력을 이용한 다축 피로수명 예측이 가능하고, 브라운-밀러(Brown-Miller)가 제안한 최신 기술 적용이 가능함 고수명 영역의 피로수명 예측을 위한 당 방(Dang Van) 다축 온도, 변형 속도 등의 영향을 포함한 재료 특성을 가시화 재료의 피로거동 특성을 고려한 주철 재료의 방법 연속용접부 및 점용접부 고온 환경에서의 탄성 또는 탄소성 해석 결과, 선형 또는 비선형 해석 결과를 이용한 fe-safe 에서는 사용자 명령 fe-safe 에서는 사용자편의성이 편의성이높은 높은배치(batch) 배치(batch) 명령작업 작업수행이 수행이가능하고, 가능하고 구조물의 자유면에서의 요소들을 자동으로 감지하여, 구조물 표면에 대해서만 을 진행함으로써 시간 단축 불필요하며, 다양한 변수들에 대한 민감도 민감도 분석을 위한 별도의 준비 작업이 불필요하며 피로균열 예상 위치 감지 fe-safe 그래픽 분석이 fe-safe 그래픽환경에서 환경에서직접 직접다양한 다양한변수들에 변수들에대한 대한'민감도' '민감도' 분석이 그룹 관리 기능을 통해 대상 요소 및 절점 관리에 대한 가능합니다. 편의성 제공 불연속적인 응력분포를 보정 표준 프로세스 구축 및 저장이 가능하며, 이를 통해 설정된 임계 거리 알고리즘(파괴역학)을 이용한 균열 진전해석 프로세스 재사용이 가능합니다. 최소 수명 사례 연구 최대 주응력 샤시 부품 중의 하나인 튜브 요크(Tube Yoke)에 대한 "실제 내구시험 결과와 fe-safe 를 이용한 피로수명 예측 결과와의 비교를 통해 의 신뢰성을 확인하였다." Dana Automotive Systems Group, LLC fe-safe 피로수명 분포 응력 분포 피로균열은 최대 응력 위치에서만 발생하는 것이 아닙니다.

피로파손을방지하거나중량감소를위해응력수준변경정도확인 목표수명에대비한생존율 (' 보증기준 ')

피로수명이외에도응력및변형률이력, Haigh-Smith 선도, 당방 (Dang Van)

수명관계식피로특성데이터베이스 사용자가보유하고있는피로특성정보를데이터베이스에등록및사용가능

피로특성데이터지원서비스 각노면주행중에발생하는제동, 선회및수직하중 Damage per block

기계적하중피로및크리프피로, 용접부피로및복합재피로등에대한해석기술을제공할뿐만아니라피로특성시험서비스도제공합니다.

5 결과 fe-safe 에서는한번의을통해다양한결과를동시에출력합니다. 균열발생위치를확인할수있는피로수명분포 목표수명기준으로응력기반의강도지수분포 피로파손을방지하거나중량감소를위해응력수준변경정도확인 목표수명에대비한생존율 (' 보증기준 ') 내구성능검증시험에반영되어야할하중 하중이력작용중에발생하는최대응력분포 상세결과 피로수명이외에도응력및변형률이력, Haigh-Smith 선도, 당방 (Dang Van) 분포이외의다양한정보를가시화 각하중이력구간중취약부에서의손상도 ( 예 : 다양한시험노면으로구성된복합내구시험에서어떤도로조건에서손상도가높은지확인 ) 벡터분포를통해손상도가가장큰면을확인할수있도록지원 피로특성데이터베이스 다양한변형률 - 수명관계식및응력 - 수명관계식피로특성데이터베이스 사용자가보유하고있는피로특성정보를데이터베이스에등록및사용가능 기계적성질을이용한피로특성생성 주철에대한변형률 - 수명피로특성에관한 AFS( 미국주조학회 ) 데이터베이스 피로특성데이터지원서비스 각노면주행중에발생하는제동, 선회및수직하중 Damage per block 각노면구간에서의손상도 피로특성시험서비스 세이프테크놀로지는다양한시험서비스를통해다축피로, 열 - 기계적하중피로및크리프피로, 용접부피로및복합재피로등에대한해석기술을제공할뿐만아니라피로특성시험서비스도제공합니다. 다양한하중형태및온도에서의재료의응력 - 수명곡선과변형률 - 수명곡선추출이가능합니다. 피로특성시험결과에대한검토및문서화를진행한후사용자가 fe-safe 의피로특성데이터베이스에손쉽게등록및사용할수있도록정보를제공합니다. 사용자조건, 재료강도산포및하중이력산포를고려하여보증기준 최대손상도가발생하는면을확인할수있도록지원하는벡터분포 " 실험실환경에서의시험결과와의비교를통해 fe-safe 를이용한피로수명예측결과의신뢰성검증하였음." Raufoss Technology fe-safe 피로수명분포 임계평면법기반의다축응력 - 수명및다축변형률 - 수명알고리즘이기본적으로제공됩니다.

주요기능 균열발생위치와피로수명을확인할수있도록유한요소해석모델상의모든절점에서의피로수명을계산하고, 피로수명분포를가시화할수있기때문에손쉽게취약부를확인할수있습니다. 제품에서강도가부족한위치, 재료절감및중량절감이가능한위치를명확하게확인할수있으며, 이를통해목표피로수명을가지기위한허용응력수준을결정할수있습니다.

베어링또는철도궤도부설계에서는접촉응력의영향을고려하기위한알고리즘이적용되고있으며, 접촉면을자동으로감지합니다. 을위해별도의유한요소모델구성이필요하지않습니다.

fe-safe/verity 모듈에서는미국바텔연구소 (Battelle) 구조응력기법 (Structural Stress Method) 을이용하며, Verity 를이용하여용접부피로수명을예측할수있습니다.

fe-safe 에서는여러가지재료로구성된조립부품에대해각부품의재료에적합한알고리즘을자동적으로선정하여을진행합니다. 을수행하면유한요소모델의각절점상에가시화할수있는피로수명, 강도지수, 생존확률이동시에계산됩니다.

fe-safe 사용자들은시험결과와상관성이높은결과를얻을수있다. fe-safe 는지속적으로기술개발및탑재를통하여기술분야의선두주자로서의역할을수행하고있다. 사용자편의성 fe-safe 는제품소재에대해다양한기본설정뿐만아니라가장적합한알고리즘을자동으로선택하는기능을제공합니다.

6 주요기능 균열발생위치와피로수명을확인할수있도록유한요소해석모델상의모든절점에서의피로수명을계산하고, 피로수명분포를가시화할수있기때문에손쉽게취약부를확인할수있습니다. 제품에서강도가부족한위치, 재료절감및중량절감이가능한위치를명확하게확인할수있으며, 이를통해목표피로수명을가지기위한허용응력수준을결정할수있습니다. 파손확률기반의품질보증기준을설정할수있습니다. 복합내구시험조건중가장가혹도가높은시험조건을확인할수있다. 가혹조건만을고려한시험조건을사용함으로써시제품의내구성능평가시간을단축시킬수있다. 성형작업에의해제품에발생하는잔류응력과주조또는단조에따른재료특성산포등과같은제조공정상의피로수명영향인자를고려할수있다. 베어링또는철도궤도부설계에서는접촉응력의영향을고려하기위한알고리즘이적용되고있으며, 접촉면을자동으로감지합니다. 을위해별도의유한요소모델구성이필요하지않습니다. fe-safe 에서는자동모델생성을위해사용되는 4면체요소 (Tetra) 를사용할수있으며, 하나의유한요소모델상에 Solid 요소와 Shell 요소를혼용하여동시에피로수명평가가가능합니다. fe-safe/verity 모듈에서는미국바텔연구소 (Battelle) 구조응력기법 (Structural Stress Method) 을이용하며, Verity 를이용하여용접부피로수명을예측할수있습니다. fe-safe/composites 모듈에서는물리학기반의다중연속체기법 (Multi-Continuum Technology) 을이용하여적층복합재제품의피로수명을계산할수있습니다. 신속성 여러개의부품으로구성되어있고, 다양한표면마무리및여러가지재료가사용된조립제품에대해서도한번의실행만으로동시에이가능합니다. fe-safe 에서는여러가지재료로구성된조립부품에대해각부품의재료에적합한알고리즘을자동적으로선정하여을진행합니다. 을수행하면유한요소모델의각절점상에가시화할수있는피로수명, 강도지수, 생존확률이동시에계산됩니다. fe-safe 계산속도를향상시키기위한프로그래밍과병렬처리및분산처리를통해대용량의유한요소모델에대한신속한및결과의처리가가능합니다. 정확성 첨단의다축알고리즘은 fe-safe 만의핵심기술입니다. 응력또는변형률이매우낮은절점들에대해서는을진행하지않는방법을이용함으로써해석속도와해석결과의정확성을모두확보할수있습니다. fe-safe 사용자들은시험결과와상관성이높은결과를얻을수있다. fe-safe 는지속적으로기술개발및탑재를통하여기술분야의선두주자로서의역할을수행하고있다. 사용자편의성 fe-safe 는제품소재에대해다양한기본설정뿐만아니라가장적합한알고리즘을자동으로선택하는기능을제공합니다. 표준화된프로세스를저장할수있기때문에, 에대한전문지식이없는사용자들도손쉽게사용할수있습니다. fe-safe 는고급사용자들의요구도만족시킬수있는최상의제품입니다. 직관적이고, 독립적인전 / 후처리기, Windows 기반의 fe-safe 그래픽환경을이용하여 Abaqus, ANSYS, I-deas, Nastran (MSC, NEi, NX), Pro/Mechanica 와같은주요프로그램에서의구조해석결과를연계하여을수행할수있습니다. 사례연구 과급기 (Supercharger) 의비틀림절연스프링 시험결과로부터의피로균열발생수명 : 60,000 회 fe-safe 으로예측된피로균열발생수명 : 67,500 회 "fe-safe 는피로수명예측에있어대단히유용하고필수적인제품입니다." Eaton Corporation, Vehicle Group, USA 균열생성부 fe-safe 피로수명분포 fe-safe 사용자들로부터실제시험결과대비하여정확하고신뢰성높은피로수명예측결과를제공한다는호평을받고있습니다.

산업분야별적용사례자동차, 군수차량및건설장비 동력전달장치및엔진 fe-safe 는동력전달장치의에널리적용되고있습니다. 크랭크샤프트회전운동과피스톤및콘넥팅로드상하운동조건에서의피로수명평가를수행할수있습니다.

의료 의료기기가탑재된차량의내구성능을평가하기위해차량서스펜션의동적특성과주행중발생하는노면으로부터하중이력간의상호작용을분석하는데사용되었습니다. 또한 fe-safe 는의료용임플란트의피로수명예측에도사용되었습니다. fe-safe 는고온환경의기능을기본적으로탑재하고있습니다.

fe-safe 한번의실행으로복합내구시험노면에서각노면별가혹도를계산하고가시화할수있습니다. 이를이용하면가혹도가낮은시험노면하중이력을제외한내구시험조건을구성할수있기때문에내구시험시간을단축시킬수있습니다. fe-safe 에서는주파수영역하중이력인 PSD 를사용할수있으며, 정상상태주파수특성과불규칙과도응답해석결과를이용한이가능합니다.

7 산업분야별적용사례자동차, 군수차량및건설장비 동력전달장치및엔진 fe-safe 는동력전달장치의에널리적용되고있습니다. 크랭크샤프트회전운동과피스톤및콘넥팅로드상하운동조건에서의피로수명평가를수행할수있습니다. fe-safe 에서는급격한온도변화를반영할수있고, 구동중기계적성질변화를초기유한요소모델에반영할수있으며, 다양한하중조건들, 주기적인접촉, 복잡한내구시험조건을처리할수있습니다. 또한고주파수의기계적하중과저주파수의열하중이력을중첩할수있습니다. 주철재료의에대한전용알고리즘을제공합니다. 의료 의료기기가탑재된차량의내구성능을평가하기위해차량서스펜션의동적특성과주행중발생하는노면으로부터하중이력간의상호작용을분석하는데사용되었습니다. 또한 fe-safe 는의료용임플란트의피로수명예측에도사용되었습니다. fe-safe 는고온환경의기능을기본적으로탑재하고있습니다. 고온조건에서운영되는제품의경우, 열하중 - 기계적하중을고려하기위한 fe-safe/tmf 모듈을이용하여변형률속도의존성, 산화작용, 부피응력 (Bulk Stress) 완화, 변화시효 (Strain Ageing) 의영향을모사할수있습니다. 서스펜션, 샤시및차체 fe-safe 는복잡한다축방향하중이력처리및이가능합니다. fe-safe 한번의실행으로복합내구시험노면에서각노면별가혹도를계산하고가시화할수있습니다. 이를이용하면가혹도가낮은시험노면하중이력을제외한내구시험조건을구성할수있기때문에내구시험시간을단축시킬수있습니다. fe-safe 에서는주파수영역하중이력인 PSD 를사용할수있으며, 정상상태주파수특성과불규칙과도응답해석결과를이용한이가능합니다. 공진현상이발생할수있는대형유연체부품및구조물에에대해서도효율적으로적용할수있습니다. 배기계 fe-safe/turbolife 모듈을이용하여배기계부품의피로수명예측이가능합니다. fe-safe/turbolife 에서는기계적하중, 열하중의변동이력과크립현상및크립 - 피로의상호작용의영향을반영할수있습니다. 조선해양 fe-safe 는선박엔진및발전설비설계전문회사들에서프로그램으로사용되고있습니다. fe-safe 는엔진구동중의기계적성질변화를초기유한요소모델에반영할수있고, 복잡한하중조건및다양한내구시험조건으로구성된내구시험기준에서의피로수명예측이가능합니다. Verity 모듈에서는연속용접부해석용모델로변경하지않고선체및선박구조와같은대형구조물해석을위한단순화모델 (coarse meshs) 을사용하더라도연속용접부이가능합니다. 풍력에너지풍력에너지 fe-safe 는진동, 회전운동특성, 복잡한하중조건및다양한풍향과풍속조건을포함한복합내구시험조건을고려한풍력터빈의을 fe-safe 는진동, 회전운동특성, 복잡한하중조건및다양한풍향과풍속지원합니다. 용접부피로와고온환경에서의기능을제공하고조건을포함한복합내구시험조건을고려한풍력터빈의을있습니다. 지원합니다. 용접부피로와고온환경에서의기능을제공하고있습니다. fe-safe/composites 모듈이제공하는첨단의적층복합재기술을이용하여터빈날개의이가능합니다. 오일및가스압력용기 fe-safe 추가모듈인 Verity 독창적이고특허를획득한등가구조 fe-safe 의추가모듈인 Verity 는독창적이고특허를획득한등가구조응력기반의용접부기술이고유한요소모델의품질에영향을응력기반의용접부기술이고, 유한요소모델의품질에영향을받지않는강건한용접부방법을제공하며최고수준의받지않는강건한용접부방법을제공하며, 최고수준의정확성을제공합니다 Verity 만의등가구조응력기반의용접부정확성을제공합니다. Verity 만의등가구조응력기반의용접부기술은 ASME Section VIII Div 설계기준에등재되어공신력이기술은 ASME Section VIII Div 2 설계기준에등재되어공신력이확인되었습니다확인되었습니다. 철도철도 차축, 대차프레임, 휠, 궤도및철강또는알루미늄구조의용접부의피로수명평가가성공적으로수행된것으로알려져있습니다. 차량동역학, 휠차축 -궤도간의, 대차프레임구름, 접촉휠, 궤도현상및, 잔류철강응력또는및알루미늄제조공정구조의순서에용접부의따른영향을고려한피로수명평가가기술을성공적으로제공합니다수행된. 것으로알려져있습니다. 차량동역학, 휠-궤도간의구름접촉현상, 잔류응력및제조공정순서에따른영향을 항공우주 고려한기술을제공합니다. 하중스펙트럼을설정할수있고복합시험조건의각구간에대한가혹도를개별적으로파악할수있습니다. 여러개의하중구간들과순서효과간의상호작용을고려할수있습니다. fe-safe 를이용하면이륙 비행항공우주 착륙에대한고주파수하중이력을중첩할수있기때문에최소한의하중스펙트럼을구조해석설정할결과를수이용하여있고복합매우시험조건의효율적으로각구간에피로수명을대한예측할가혹도를수개별적으로있습니다. fe-safe 파악할는수항공기있습니다엔진. 여러부품의개의에하중구간들과사용되어순서왔으며효과간의, 뿐만상호작용을아니라열고려할 -기계적수하중있습니다및크리프. fe-safe -피로의를이용하면상호작용을이륙 고려한비행 착륙에을대한고주파수지원합니다하중이력을. 중첩할수있기때문에최소한의구조해석결과를이용하여매우효율적으로피로수명을 fe-safe/composites 예측할수있습니다. 모듈은 fe-safe 헬리콥터는항공기회전엔진날개에부품의대한에에사용되어적합합니다왔으며, 뿐만. 철강재아니라로터열-기계적허브와하중적층및복합재크리프회전 -피로의날개의상호작용을을동시에고려한수행할을수있습니다지원합니다..

기능 용접부 fe-safe 에는 BS7608(영국 표준)을 기준으로 한 용접부 기능이 포함되어 있습니다. 사용자가 용접부 응력-수명 곡선을 보유하고 있을 경우, 추가적으로 피로특성 데이터베이스 등록 및 사용할 수 있습니다.

산업계 대표 회사들로 구성된 JIP(Joint Industry Panel) 협의체에 의해 개발 및 검증된 프로세스를 통해3,500개 이상의 용접부 피로 시험이 수행되었으며, Verity 는 용접 구조물, 연속용접부 및 점용접의 피로수명 예측 결과의 신뢰성을 제공합니다.

정상 상태의 고유진동 특성, 불규칙 과도 응답해석 결과 및 주파수 영역 하중이력 PSD를 이용한 진동 이 가능합니다. 자유면 자동 검출 구조해석 결과를 fe-safe 그래픽 환경으로 불러들이게 되면, 제품의 최외곽 자유면에 해당하는 요소들을 자동으로 감지합니다.

내구시험 조건 검증 fe-safe 를 이용하면 시간 소모적인 내구시험 조건으로부터 가속화 및 단순화된 내구시험 조건을 설정할 수 있습니다. 생성된 내구시험 조건에서의 예측한 취약부는 기존 내구시험 조건에서의 취약부와 동일한 것을 확인할 수 있습니다.

fe-safe 의 그래픽 환경으로 유한요소해석 결과를 가져온 후, 전체 모델뿐만 아니라 하나의 절점, 피로균열 예상부 또는 특정 영역에 대해서 임계 거리 해석법을 적용할 수 있습니다.

8 기능 용접부 fe-safe 에는 BS7608(영국 표준)을 기준으로 한 용접부 기능이 포함되어 있습니다. 사용자가 용접부 응력-수명 곡선을 보유하고 있을 경우, 추가적으로 피로특성 데이터베이스 등록 및 사용할 수 있습니다. fe-safe 에는 미국 바텔 연구소(Battelle Memorial Institute)가 개발한 등가 구조 응력 기반의 용접부 을 수행할 수 있는 Verity 를 탑재한 유일한 상용 프로그램입니다. 산업계 대표 회사들로 구성된 JIP(Joint Industry Panel) 협의체에 의해 개발 및 검증된 프로세스를 통해3,500개 이상의 용접부 피로 시험이 수행되었으며, Verity 는 용접 구조물, 연속용접부 및 점용접의 피로수명 예측 결과의 신뢰성을 제공합니다. 취약부 자동 검출 fe-safe 사용자 지정 또는 기본 설정을 토대로 피로균열 예상 위치를 자동으로 검출합니다. 예상 취약부를 기준으로 한 설계 변경에 따른 내구성능 변화 또는 설계변수 민감도를 분석하는 데 유용합니다. 진동 fe-safe 는 작용 하중에 의해 공진현상이 발생할 수 있는 유연체 부품 및 구조물의 기능을 제공하고 있습니다. 정상 상태의 고유진동 특성, 불규칙 과도 응답해석 결과 및 주파수 영역 하중이력 PSD를 이용한 진동 이 가능합니다. 자유면 자동 검출 구조해석 결과를 fe-safe 그래픽 환경으로 불러들이게 되면, 제품의 최외곽 자유면에 해당하는 요소들을 자동으로 감지합니다. 사용자는 최외곽 자유면에 해당하는 요소들 또는 제품 전체 요소들에 대해 을 선택적으로 진행할 수 있습니다. 일반적으로 피로균열이 제품 표면에서 발생하며, 표면 처리 효과를 반영하기 위하여 최외곽 자유면에 대해 을 수행합니다. 내구시험 조건 검증 fe-safe 를 이용하면 시간 소모적인 내구시험 조건으로부터 가속화 및 단순화된 내구시험 조건을 설정할 수 있습니다. 생성된 내구시험 조건에서의 예측한 취약부는 기존 내구시험 조건에서의 취약부와 동일한 것을 확인할 수 있습니다. 또한 가속 내구시험 조건과 기존 내구시험 조건이 동일한 피로수명과 피로 손상도를 가지는 것을 확인할 수 있습니다. 임계 거리 - 균열 진전? 임계 거리 해석법에서는 응력 분포의 기울기를 고려하기 위해서 구조해석으로부터 추출된 부분 표면응력을 사용합니다. fe-safe 의 그래픽 환경으로 유한요소해석 결과를 가져온 후, 전체 모델뿐만 아니라 하나의 절점, 피로균열 예상부 또는 특정 영역에 대해서 임계 거리 해석법을 적용할 수 있습니다. 기계적 성질 및 피로특성 반영 신뢰성 있는 결과를 얻기 위해서 주조 또는 단조 등과 같은 제조 공정을 모사하기 위한 구조해석 결과를 유한요소모델 상에 초기 응력으로 반영할 수 있습니다. 각 절점들에 대해서 해당 재료 및 처리 조건을 고려한 피로특성 곡선을 사용할 수 있습니다. 구조물 운영 중에 발생하는 온도 변화, 다축 응력 상태 및 잔류 응력과 같은 피로수명에 영향을 미치는 인자들에 대한 반영이 가능합니다. 벡터를 이용한 가시화 벡터를 이용하여 특정 영역뿐만 아니라 전체 모델에서의 각 절점의 임계 평면을 가시화할 수 있습니다. 벡터의 길이와 색깔을 이용하여 피로 손상도를 표현하게 됩니다. 보증 기준 fe-safe 에서는 재료의 피로강도 산포와 하중이력의 산포를 조합하여 품질 보증 기간 동안에서의 생존 확률을 계산합니다. 또한 단일 그래픽 환경에서 설계 변수들이 제품 내구수명에 미치는 영향을 손쉽게 파악할 수 있습니다. 각 시험구간 별 손상도 계측 또는 해석을 통해 얻어진 복합 내구시험에서의 하중이력들, 주파수 응답 해석, 구간 하중 프로그램 및 설계 하중 분포를 이용하여 복잡한 하중 이력을 생성할 수 있습니다. 각 시험구간에 해당하는 반복 횟수를 각각 지정할 수 있습니다. 또한 fe-safe 각 시험구간(예: 여러 가지 시험 노면으로 구성된 내구시험에서 각 시험 노면에서, 풍력발전기 날개에 가해지는 각 바람 상태에 따른)에서의 손상도를 계산할 수 있습니다. 이러한 결과로부터 복합 내구시험 조건 중에서 어떤 시험 구간에서의 가혹도가 가장 높은 지를 확인할 수 있습니다. 따라서 가장 손상도가 높은 시험구간을 기준으로 하는 효율적인 설계 개선작업이 가능하며, 가속 내구시험 조건을 설정 및 검증하는 데 활용될 수 있습니다. 피로특성 데이터베이스 fe-safe 에는 일반적으로 사용되는 재료에 대한 피로특성 데이터베이스가 탑재되어 있습니다. 사용자는 보유하고 있는 재료의 피로특성을 fe-safe 에 탑재된 데이터베이스에 추가할 수 있으며, 신규 피로특성 데이터베이스를 생성할 수도 있습니다. 데이터베이스에 탑재된 재료의 피로특성은 그래프 또는 도표 형태로 나타낼 수 있습니다. 온도, 변형률 속도 등의 영향을 가시화할 수 있습니다. 제조공정의 영향 성형, 조립 공정, 냉간압연 또는 쇼트피닝 등과 같은 표면 처리가 피로수명에 미치는 영향을 반영하기 위하여 탄소성 해석을 수행한 결과를 사용하여야 합니다. 또한 잔류응력이 발생한 영역만을 대상으로 신속하게 민감도 분석을 수행할 수 있습니다. 표면 접촉 표면 접촉부가 자동으로 감지되며, 접촉 응력의 영향을 고려하기 위한 특별한 알고리즘이 사용됩니다. 이러한 기능은 베어링 설계 또는 철도차량용 차륜-궤도간의 접촉부의 을 위해 사용되고 있습니다. 가상 변형률 게이지 fe-safe 에서는 가상 변형률 게이지(단축 및 3축 로젯)를 지정하여 특정 위치에서의 변형률 이력을 추출할 수 있으며, 해석-시험 간의 상관성을 확인할 수 있습니다. fe-safe 에서는 구조물에 작용하는 하중이력에 의해 발생하는 변형률 시간 이력의 계산 및 저장이 가능합니다. 가상 변형률 게이지로부터의 변형률 이력과 계측된 변형률 이력과의 비교를 통해 유한요소모델의 강건성을 확인할 수 있습니다. 병렬 처리 fe-safe s에는 병렬 처리 기능이 기본으로 탑재되어 있으며, 추가적인 라이선스 도입이 없이 병렬처리가 가능합니다. 분산 처리 네트워크 또는 클러스터를 통한 분산 처리가 가능하며, 선형적인 확장성을 제공합니다. Windows, Linux 및 Unix 운영체계의 혼합 환경에서도 사용이 가능합니다. 할당된 장비가 작동하지 않는 경우를 대비한 고장 안전 기능과 자동 적인 부하 분배 기능이 포함되어 있습니다. 신호 처리 신호 처리, 하중 이력 연산처리, 변형률 게이지 이력을 이용한 피로수명 평가 및 가속 시험 조건의 하중이력 생성 등과 같은 다양한 신호 처리 등이 기본 모듈로 제공되고 있습니다. 구조 최적화 fe-safe 는 SIMULIA제품군인 Isight, ANSYS Workbench, FE-Design의 TOSCA, Altair의 Optistruct과 원활하게 연계되며, fe-safe 모든 기능들이 설계 최적화 프로세스의 한 과정으로 역할을 수행할 수 있습니다. fe-safe Custom Module Framework fe-safe 의 Custom Module Framework을 이용하면 사용자가 방법을 생성 및 수정할 수 있습니다. (Python, FORTRAN, C++ 및 기타 언어로) 비공개 알고리즘을 생성 및 수정할 수 있습니다. fe-safe 에는 응력텐서 이력을 처리하는 기능이 탑재되어 있으며, 처리된 결과들은 Custom Fatigue Algorithm 에서 활용됩니다. 응력, 변형률 및 온도의 변동이력, 각 절점에 대한 기계적 성질 변화를 반영할 수 있습니다. 그리고 사용자 정의에 의해 추출된 결과와 기타 fe-safe 환경에서 확인할 수 있습니다. 또한 사용자가 보유하고 있는 재료의 피로특성을 fe-safe 의 피로특성 데이터베이스에 추가할 수 있습니다. 초기 실행을 통해 그래픽 환경 또는 배치 파일로부터 텍스트 정보를 인식할 수 있는 사용자 인터페이스가 생성됩니다. 뿐만 아니라Custom Module Framework에서는 배치 및 분산 처리도 지원됩니다. Custom Module Framework 이용하면 사용자 자체적으로 보유하고 있는 알고리즘을 fe-safe 그래픽 경에 탑재하여 사용할 수 있습니다. 이 목록에는 fe-safe 기능 중있습니다. 일부만 소개되어 있습니다. 소개된 내용 외에 사용자의 관심 기능에 대한 상담을 원하실 경우 다쏘시스템에 하십시오. 이 목록에는 fe-safe 기능 중 일부만 소개되어 소개된 내용 외에 사용자의 관심 기능에 대한 상담을 원하실 경우 세이프테크놀로지 또는 한국 내의문의 fe-safe 판매 회사에 문의하십시오. "강력한 프로그램을 손쉽게 사용할 수 있다는 것은 매우 놀라운 일입니다." 일입니다."

fe-safe 환경에서지원되는추가모듈 용접부 fe-safe/verity 는미국바텔 (Battelle)

Verity 는 fe-safe 에탑재되는추가모듈이며, 용접부및모재부을동시에수행할수있으며, 피로수명분포를가시화할수있습니다.

fe-safe/tmf 는엔진의피스톤, 배기매니폴드, 및실린더헤드에성공적으로적용되고있습니다.

fe-safe/turbolife 는원자력발전산업계와협의를통해 R5 설계규격을기초로개발되었으며, 다축피로및복합하중이력조건에서도사용할수있도록확장개발되었습니다.

9 fe-safe 환경에서지원되는추가모듈 용접부 fe-safe/verity 는미국바텔 (Battelle) 연구소가개발한요소크기나형상에영향을받지않고강건한혁신적인등가구조응력기법으로서사용자가용접부및용접구조물에서의피로균열발생위치및피로수명을예측하는데유용합니다. 세이프테크놀로지는 Verity 기술에대한독점사용권을보유하고있습니다. Verity 는 fe-safe 에탑재되는추가모듈이며, 용접부및모재부을동시에수행할수있으며, 피로수명분포를가시화할수있습니다. 열 - 기계적하중에의한 fe-safe/tmf 는탄성해석결과로부터의특정순간의온도및변형속도, 부피응력완화및변형시효의영향을고려한열 - 기계적하중기술을제공합니다. fe-safe/tmf 는엔진의피스톤, 배기매니폴드, 및실린더헤드에성공적으로적용되고있습니다. 크리프 fe-safe/turbolife 는 Serco Assurance 와의기술제휴로개발되었으며, 크리프손상, 피로손상및크리프 - 피로상호작용평가에유용합니다. fe-safe/turbolife 는원자력발전산업계와협의를통해 R5 설계규격을기초로개발되었으며, 다축피로및복합하중이력조건에서도사용할수있도록확장개발되었습니다. fe-safe/turbolife 에는고온에서의피로특성을예측할수있는다양한기법들이탑재되어있기때문에피로특성정보가명확하지않은재료에대해서도사용할수있습니다. fe-safe/turbolife 에서의크리프알고리즘은가스터빈날개, 증기터빈부품, 자동차배기부품및과급기날개차 (Turbocharger Impellers) 의피로수명예측에성공적으로적용되고있습니다. 축대칭을고려한 fe-safe/rotate 는회전부품의을위한추가모듈이며, 제품의축대칭성을고려함으로써시간을단축할수있습니다. fe-safe/rotate 는휠과베어링의에적합합니다. 고무 fe-safe/rubber 모듈은 Endurica 사와의기술제휴로개발되었으며고무제품의피로수명을예측하는데사용됩니다. fe-safe/rubber 에서는유한요소해석을통해얻은응력 - 변형률이력과고무의피로특성을지정하여고무제품에서균열이생성될때까지의피로수명을계산합니다.

10 safe4fatigue safe4fatigue 는신호처리프로그램이며, fe-safe 에기본기능으로탑재되어있습니다. 하중이력의진폭분석, 레인플로우사이클카운팅주파수영역하중이력인 PSD 및전달함수, 노이즈신호제거, 디지털필터링기능, 계측변형률이력을이용한단축및다축피로수명예측, 임의시험구간제외기능을이용한시험하중이력생성, 매크로저장기능등이있습니다. 자세한정보는 에서확인하실수있습니다.

11 3D 모델링애플리케이션 소셜및협업애플리케이션 컨텐츠및시뮬레이션애플리케이션 12 개산업을지원하는 3DEXPERIENCE 플랫폼은브랜드애플리케이션을통해풍부한 산업용솔루션포트폴리오를제공하고있습니다. 3DEXPERIENCE 회사인다쏘시스템은기업과개인고객에게지속가능한혁신에필요한가상세계를제공합니다. 세계최고수준의 솔루션은제품설계, 생산및지원방식에변혁을일으키고있습니다. 다쏘시스템의협업솔루션은가상세계가현실세계를개선할수있는 가능성을높여소셜이노베이션을촉진합니다. 다쏘시스템은 140 개이상의국가에서 17 만이상의고객들에게새로운가치를창출해주고 있습니다. 자세한내용은 을참조하십시오. Dassault Systemes Korea ASEM Tower, 9F, 517 Yeongdong-daero, Gangnam-gu, Seoul South Korea 정보인텔리전스애플리케이션 2015 Dassault Systèmes. All rights reserved. 3DEXPERIENCE, the Compass icon and the 3DS logo, CATIA, SOLIDWORKS, ENOVIA, DELMIA, SIMULIA, GEOVIA, EXALEAD, 3D VIA, 3DSWYM, BIOVIA, NETVIBES, and 3DEXCITE are commercial trademarks or registered trademarks of Dassault Systèmes or its subsidiaries in the U.S. and/or other countries. All other trademarks are owned by their respective owners. Use of any Dassault Systèmes or its subsidiaries trademarks is subject to their express written approval.

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SIMULIA TOSCA STrUCTUre Tosca Structure The STrucTural OpTimizaTiOn SySTem 구조 최적화 시스템 Tosca Structure SIMULIA Tosca Structure는산업표준유한요소해석프로그램 (ANSYS, Abaqus, MSC Nastran) 를이용하여 Topology, Shape 및 KEY BENEFITS