CAEfatigue (CF) es la solución de ingeniería para estudios de fatiga de materiales parte de la suite HxGN Multiphysics
CAEfatigue es un solucionador (solver) de fatiga por frecuencia de vibración y de respuesta aleatoria y, además de uno de fatiga para el tiempo. Funciona con cargas mixtas aleatorias y deterministas o cargas estándar basadas en dominios temporales para ofrecer estimaciones de vida útil y daños por fatiga, así como varias formas de estadísticas de respuesta. Es rápido, fácil de usar y capaz de manejar modelos muy grandes.
La fatiga normalmente se considera como falla bajo una carga repetida o variable, que nunca alcanza un nivel suficiente para causar fallas en una sola aplicación. Podemos pensar en esto como un enfoque basado en deformaciones, ya que son estas (esfuerzos), las que constituyen la causa principal. El factor principal que afecta a la fatiga (basada en deformaciones) es el rango de tensiones. Cuanto mayor es el rango, más rápido se produce el fallo y la vida útil por fatiga se reduce exponencialmente con el alcance.
Hexagon presenta CAEfatigue 2025.2, la aplicación de ingeniería que se presenta en 4 configuraciones de paquetes diferentes: Premium, Frecuencia, Aleatoria y Tiempo (Premium, Frequency, Random, Time). Junto con estas herramientas de fatiga, el software CAEFatigue incluye métodos para las condiciones de cargas (transformadas de Fourier), diseño de pruebas y la correlación. CAEfatigue procesa modelos de múltiples fuentes, incluyendo MSC Nastran, NX Nastran, Abaqus, Ansys y Optistruct.
Análisis de fatiga para las masas
El análisis de respuesta, el de fatiga y el uso de una interfaz gráfica solo ha estado destinado a expertos que han sido capaces de utilizar la tecnología. CAEfatigue pretende cambiar esto.
Hay dos interfaces disponibles para el software: un Archivo de Control, una interfaz basada en texto para los usuarios avanzados que ayudan a crear rápidamente un archivo de control de entrada necesario para ejecutar un análisis. Muchas variables se utilizan en modo predeterminado o se calculan automáticamente según la comprensión del sistema que se está analizando.
También está disponible una interfaz gráfica basada en Process Flow, para ayudar a los novatos a comprender rápidamente la tecnología sin necesidad de entender el formato estructurado de la interfaz de archivo de control.
Novedades en el software CAEfatigue 2025.2:
Espectros de Daños por Fatiga (Fatigue Damage Spectra FDS) en CAEfatigue
Esta versión introduce el análisis de Espectros de Daño por Fatiga (FDS) utilizando la formulación de Henderson & Piersol* para generar cargas sustitutas a partir de historiales temporales y PSDs (Power Spectral Densities PSDs, la forma más sencilla de imaginar una PSD es considerarla como la suma de muchas ondas sinusoidales individuales, cada una con su propia amplitud, frecuencia y fase).
Calcula espectros de daño para eventos individuales y obtiene Densidades Espectrales de Potencia (PSD) equivalentes mediante FDS inverso. Un nuevo modelo de material " SN from m and c " (simple Stress-Life curve definitions for m and c constant materials) soporta una descripción sencilla de SN, junto con acceso a la base de datos completa de materiales.
Beneficios de FDS:
- Facilidad de uso: visualización de los canales y de los envolventes generales (representación sencilla de historial de cargas)
- Simplificación: carga equivalente de daño a través de múltiples eventos
- Perspectiva: comparación consistente entre varios eventos
¿Quién necesita FDS?:
- Ingenieros analistas CAE de encargados de estudios de durabilidad o fatiga que realizan estimaciones de vida por frecuencia de vibración
- Los ingenieros de pruebas que procesan cargas de vibradores equivalentes o simples
* Fatigue Damage Descriptor for Random Vibration Test Environments, por G.R. Handerson y A.G. Piersol
Nuevos envolventes en el dominio de frecuencia en CAEfatigue
Se han implementado nuevas capacidades de análisis de envolventes para mejorar la visualización de resultados en todos los solucionadores de la frecuencia.
Permite la visualización y análisis estadístico de envolventes cuando se conectan a entradas FFT (Fast Fourier Transforms ), PSDM (Power Spectral Density Matrix) o Load Scheduler (Usado para construir gráficamente perfiles de carga y basados en el tiempo).
Generación de envolventes ajustados por daño, que permiten la normalización de las envolventes de señal basándose en el potencial de daño calculado.
Beneficios de los envolventes en CAEfatigue:
- Facilidad de uso: visualización de los canales y de los envolventes generales
- Simplificación: carga equivalente de daño a través de múltiples eventos
- Perspectiva: comparación consistente entre múltiples canales/eventos
¿Quién lo necesita?:
- Ingenieros CAE de encargados de estudios de durabilidad o fatiga que realizan estimaciones de vida por frecuencia de vibración
- Los ingenieros de pruebas que procesan cargas de vibradores equivalentes o simples
Visualización y filtro de parámetros en Robust Design
Esta versión avanza en funciones de análisis de Robust Design con nuevas herramientas de visualización, filtrado de parámetros y depuración.
Un nuevo "Gráfico de Convergencia" (Convergence Plot ) en la vista de Ant-Hill permite a los ingenieros seguir las cantidades de correlación de Spearman y Pearson a medida que aumentan los tamaños de muestra.
El Mapa de Decisión (Decision Map ) impulsa un gráfico de franja especializado para visualizar correlaciones basadas en elementos, y la función de exportar a csv se ha integrado directamente en el mapa para respetar los filtros activos.
Beneficios:
- Facilidad de uso: visualización de correlación como gráficos de franjas de modelos
- Nuevos gráficos de convergencia de correlación a medida que aumentan los tamaños de muestra
- Eficiencia: mayor comprensión de la convergencia estadística
- Colaborativo: filtrado y exportación sencillos de parámetros del metamodelo
¿Quién necesita esta visualización?:
- Ingenieros de CAE estructurales realizando estudios de funciones estocásticas y cuantificación de incertidumbre
Análisis de fatiga de respuesta aleatoria en CAEfatigue
Se ha implementado un nuevo flujo de trabajo para soportar cálculos de fatiga directamente a partir de datos de respuesta aleatoria (Nastran H5 un archivo binario, que contiene datos de modelos y resultados). Esta capacidad, impulsada por el nuevo tipo de carga psdresp (psdresp load type), permite el análisis de fatiga en el dominio de frecuencia de vibración utilizando PSDs de respuesta generados por solucionadores externos como Actran o Nastran, sin necesidad de funciones de transferencia.
La implementación incluye un evento dedicado de "Random Response" para planear cargas, generación de archivos de control y soporte tanto para escenarios de evento individual como de múltiples eventos.
Beneficios:
- Facilidad de uso: acceso directo a resultados con opción dedicada de Respuesta Aleatoria
- Velocidad y eficiencia: no es necesario almacenar/leer funciones de transferencia ni calcular PSDs
- Colaborativo: permite la DFS vibro acústica y la fatiga combinando el programa de estudios de acústica Actran y Nastran de análisis estructural
- Nuevo flujo de trabajo para soportar cálculos de fatiga a partir de los datos de respuesta aleatoria del formato Nastran H5
- Permite el análisis de fatiga vibro acústica de campo sonoro difuso utilizando el gestor de flujo de trabajo Actran
¿Quién lo necesita?:
- Ingenieros estructurales y vibro acústicos de CAE realizando evaluaciones de durabilidad bajo excitación por vibración aleatoria típica de la Aeroespacial y la Defensa.
Otras mejoras generales del producto
Análisis de soldadura
- Soporte para corrección de espesor en flujos de trabajo en dominio de frecuencia. El formato de resultado Nastran H5 soporta corrección de grosor, asegurando una escala precisa de esfuerzos para elementos shell en los cálculos de fatiga de soldadura.
- El lector ODB de Abaqus cuenta con una gestión inteligente de cachés y un análisis mejorado por soldadura puntual para definiciones complejas de acoplamiento.
Peor capa (Worst Layer)
- El Fringe Plotter incluye una opción de capa "Peor". Esta característica calcula el valor máximo (o mínimo, para métricas inversas como FOS) para cada elemento en todas las capas. Especialmente útil para salida compuesta en capas (solo en el dominio de la frecuencia).
Importar Exportar tablas
- Importar directamente datos en tablas desde una variedad de formatos de archivo, incluyendo archivos de control (CF), CSV e archivos de historial temporal (RSP, DAC, TXT, PCH). Además, los datos de las tablas pueden exportarse a CSV.
Escalabilidad del espectro de carga aeroespacial
- La capacidad del Espectro de Carga Aeroespacial ha sido optimizada para manejar un número mayor de casos de carga.
- Hay un nuevo método de entrada de datos que agiliza el proceso de configuración para modelos aeroestructurales manteniendo la compatibilidad total hacia atrás.
Fuente: Hexagon, por Staff de 3DCadPortal
