MF GenYld + CrachFEM 是一款用户自定义材料本构模型，可与 LS-DYNA、Abaqus、Radioss、PamCrash 等主流显式求解器无缝联合使用，专注于复杂材料的塑性变形和碰撞失效模拟，不仅能表征材料的弹塑性变形，也可描述材料在不同加载条件下的断裂失效行为，满足一个本构模型支持几乎所有类型材料的碰撞断裂失效仿真需求。
该模型由德国 MATFEM公司历经数十年工业项目积累开发并持续演进，能够对各类金属、聚合物、复合材料及玻璃陶瓷进行壳单元与实体单元的力学行为表征，实现任意载荷路径下材料变形与断裂的正向预测，而非依赖部件级仿真的反复参数标定。
在大中华区及韩国、日本、新加坡、越南、马来西亚、印度尼西亚由迅仿科技独家代理，已在全球拥有 50+ 头部用户，覆盖汽车整车与零部件、材料厂商、航空航天、装甲防护、高科技产品及消费品包装等领域。
迅仿科技作为 MATFEM 在大中华区的重要合作伙伴，独家代理该产品在韩国、日本、新加坡、越南、马来西亚、印度尼西亚等地区的市场推广、销售、技术支持与工程咨询，并提供自研的 CrashFEM MAT 材料失效数据库与工艺映射工具链，形成"软件授权 + 材料数据库 + 技术支持"的整体解决方案，典型用户包括吉利、比亚迪、长城、奇瑞、长安、广汽、上汽通用五菱、一汽、理想、小鹏、小米、延锋国际、海斯坦普、宝钢等。
一、产品开发核心理念
精准预测：基于系统化力学试验数据构建材料模型，无需反复调整模型参数校准部件仿真，真正实现任意载荷下的断裂失效预测。
模块化：独立物理特性模块自由组合，按需搭建专属材料模型，弹性/塑性/断裂行为精准解耦。
通用性：无缝耦合主流显式求解器，材料数据以各求解器原生格式输入，具有高度的可移植性和一致性。
二、全面的材料塑性和失效模型
CrachFEM 支持几乎所有材料类型的力学行为表征，包括热成形钢、高强钢、软钢、挤压铝、冲压铝、铸铝、镁合金等金属材料，聚合物塑料、玻纤增强塑料、碳纤维复合材料、陶瓷、玻璃等非金属材料，以及冷轧钢、结构泡沫、增材制造金属等特种材料；同时适用于焊点、焊缝、螺栓、SPR、FDS 等不同类型连接的宏观等效模拟或精细化建模表征。
2.1 MF GenYld 材料塑性模型
准确的弹塑性模型表征是高精度断裂失效预测的前提。MF GenYld 描述材料的弹塑性变形行为，核心功能包括：
· 弹性模型与应变率：支持弹性模量的各向异性描述及应变率相关性定义，适用于纤维增强材料、复合材料及非金属材料；支持塑性泊松比定义（塑性可压缩性）；支持高应变率下绝热升温过程模拟。
· 屈服准则：具有种类齐全的各向同性和各向异性屈服准则，覆盖板金属广泛应用；基础屈服准则可针对不同应力状态缩放，支持拉压不对称，适用于铸铝、镁合金等具有 SD 效应的材料。
· 硬化模型：塑性硬化兼顾等向硬化、随动硬化以及包辛格效应；支持塑性硬化的各向异性修正（Anisotropic Hardening），对屈服轨迹进行再修正，包括拉压不对称性、剪切弱化和等轴强化修正，更加准确表征铸铝、挤压铝、聚合物塑料等材料的力学行为。
2.2 CrachFEM 材料失效模型
正向的断裂失效预测能力是工程仿真的核心关切。CrachFEM 失效模型使用 MF GenYld 计算获得的应力和应变信息分析各种失效行为，包含四种失效模式：
· 脆性断裂
· 韧性正向断裂失效
· 韧性剪切断裂失效
· FLC颈缩失稳
除上述功能外，CrachFEM 还支持应力失效准则、失效准则的应变率相关性定义和正交各向异性定义；三维应力状态描述能够可靠表征实体单元的受力状态及断裂预测，一套材料卡片可同时用于壳单元和实体单元的失效预测。
三、核心技术优势
3.1 张量法计算损伤累积：CrachFEM 独有
CrachFEM 是业界唯一采用张量法计算损伤（塑性应变）累积的失效模型，竞品均基于传统标量法。张量法更适用于大变形单元的失效预测，尤其在非线性应变路径下——当单元受外部载荷矢量方向变化引起应力状态发生改变时，张量法能更准确评估失效。经过工程验证，对 30CrNiMo8 圆棒扭转和反向扭转工况，结合考虑 Backhaus 效应的随动硬化模型，张量法能够准确再现 DIC 应变测量结果；对钢板和挤压铝等金属材料，失效预测可信度 ≥85%。
3.2 Crach 算法消除网格尺寸依赖性
Crach 算法通过 PIS 后颈缩模型，准确预测壳单元在非线性应变路径下的局部颈缩，考虑应变增长与单元面积（网格尺寸）和厚度的关系，消除网格尺寸与断裂失效的依赖性，无需进行网格正则化修正；瞬态考虑应变率的 FLC 使碰撞载荷下的材料失稳模拟更加合理。
3.3 与 GISSMO 的对比
3.4 失效与应变率和各向异性的功能表征
CrachFEM 可直接定义不同应变率下的失效极限曲线，直接定义各向异性的失效准则，应力失效准则直接支持应变率相关性定义。对挤压铝、铸铝、玻纤增强材料、碳纤维复合材料、聚合物塑料、玻璃脆性材料等，失效预测可信度 ≥75%。
四、制造工艺映射：考虑制造历史的精准仿真
冲压、注塑、铸造等制造过程会显著改变零件材料的力学特性。CrachFEM 通过工艺映射模块将制造结果纳入碰撞分析：
以玻纤增强塑料为例，完整链路为：模流分析（Moldflow/Moldex3D）→ 纤维取向与熔接线映射（MF-Orient/ANSA）→ 碰撞失效预测（CrachFEM/LS-DYNA/Radioss），将纤维取向映射为正交各向异性力学性能、将熔接线映射为力学性能弱化区域，提升碰撞失效预测精度。
五、典型应用场景
CrachFEM 适用于整车结构耐撞性和约束系统仿真，特别是小偏置碰撞和侧面柱撞等极端恶劣工况的结构和连接断裂失效预测，典型应用方向包括：
1. 以热成形钢为主的车身结构和焊点失效预测，尤其是小偏置、侧碰和柱碰等严苛工况；
2. 挤压铝、高强钢和塑料总成的结构和连接失效模拟；
3. 一体式薄壁铸铝的碰撞失效预测，兼顾铸造工艺对不同区域材料力学性能影响；
4. 小偏置碰撞底盘结构和连接的断裂失效预测，如转向节、控制臂、车轮等；
5. 低速碰撞外饰总成（塑料为主）的失效预测；
6. 以安全气囊虚拟标定为目标的中低速碰撞工况高精度材料和建模；
7. 整车高速碰撞对标以支持约束系统开发；
8. 支持虚拟测评的内饰塑料和连接的碰撞失效预测；
9. 以行人保护和车顶压溃为目标的玻璃建模和失效模拟；
10. 玻纤增强塑料和碳纤维复合材料的建模和失效模拟；
11. 焊点、SPR、FDS、焊缝等连接的精细化建模和碰撞失效模拟；
12. 主动失效结构设计——通过结构和连接的合理设计实现零部件总成的主动断裂，如副车架脱落（FRB 工况下左右侧后螺栓均失效，MPDB 工况下均不失效）、锻铝控制臂失效、悬置结构设计等，提升整车碰撞安全性能。
工程案例：某车型侧面碰撞中，基于 CrashFEM MAT 数据库和精细化建模，实现一体式热成形门环钣金和焊点的正向断裂失效预测，B 柱侵入量平均误差从传统模型 42% 降至 14%，有效指导门环不同区域强度和厚度匹配设计；某电池包边梁挤压铝前期开发试验出现断裂，通过 CrachFEM 快速对标，失效模式与试验一致，优化后仿真与试验变形仅相差 4mm，整车柱碰试验一次性通过。
六、典型使用建议
通过在不同开发阶段部署CrachFEM，您将获得显著收益：
· 工程开发阶段：在设计早期预判风险，减少方案迭代次数。
· 试验验证阶段：显著提高碰撞试验的一次通过率，节省巨额物理样车与改造成本。
· 促进创新：支持新技术、新材料、新工艺的可靠应用，提升产品竞争力。
选择CrachFEM，意味着选择以可控的成本，在虚拟世界中无限逼近物理真实，让每一次碰撞都尽在掌握。
