FEMFAT — CAE用語解説

FEMFATはオーストリアのECS（Engineering Center Steyr）が開発した疲労解析専用ソフトで、fe-safeと同じポジションの競合ツールだ。主な強みは鍛造・鋳造部品の疲労評価に適した「多軸疲労」の取り扱いと、表面層の残留応力・硬化深さを考慮した「工程シミュレーション連成疲労解析」だ。例えばギアのショットピーニング処理後の疲労寿命を予測するとき、表面に導入された残留圧縮応力がFEMFATの疲労評価に組み込まれる。ドイツ・オーストリアの自動車（VW、BMW、ZF）でよく使われていて、CVTトランスミッションやエンジンクランクシャフトの耐久解析に実績がある。

通常の疲労評価は「主応力の最大振幅」で評価する単軸疲労を前提にしている。しかし実際の機械部品（クランクシャフト、ドライブシャフト）は曲げとねじりが同時にかかる複合荷重を受ける——これが多軸疲労の問題だ。複数の応力成分の位相関係によって疲労への影響が変わるから、単軸評価では過大または過小評価になる。FEMFATはクリティカルプレーン法（最大せん断ひずみ振幅が最大になる平面を探して疲労損傷を評価する）やDang Van基準（弾性シェイクダウンベースの疲労限度評価）など多軸疲労に対応した評価基準を実装しているよ。