Рекомендуем к посещению:

Интеграция систем КЭ-анализа с CAD-системами

[А.Мазурин, САПР и графика, 2001, №1]: Сближение CAD и CAE-систем идет крайне трудно. Разработчики систем CAE ссылаются на существенные различия между геометрическими и расчетными моделями и настаивают на использовании встроенных в CAE-системы геометрических редакторов. Выбор типа КЭ существенно влияет на получаемые результаты, а этот выбор под силу лишь квалифицированному эксперту. Все это затрудняет использование «тяжелых» CAE-систем.

 

Используются три направления интеграции систем CAD и CAE:

1. Фрагмент «тяжелой» CAE-системы встраивается в CAD (например, модуль UG/FEA в системе Unigraphics - встроенная версия NASTRAN);

2. Применение универсальных (автономных) генераторов сеток КЭ: CAD à генератор сетки à CAE (например, препостпроцессоры CADfix, FEMAP).

3. Развитие методов создания расчетных моделей, ассоциативно связанных с геометрической моделью (реализуется в модулях КЭ-анализа, интегрируемых с CAD-системами).

Модули, интегрируемые с CAD-системами:

Фирма MacNeal-Schwendler Corp. - автономная система MSC/NASTRAN и интегрируемая в SolidWorks версия MSC/InCheck.

Фирма ANSYS Inc. - автономная система ANSYS и интегрируемая в SolidWorks, Mechanical Desktop и другие CAD-системы версия Design Space.

Фирма Structural Analysis & Design Corp. - полнофункциональная система COSMOS/M-Designer и интегрируемая в SolidWorks версия COSMOS/Works.

Фирма CADSI - интегрируемые в SolidWorks модули DesignWorks/Structure, DesignWorks/Thermal.

Основные ограничения возможностей интегрируемых версий КЭ-систем, как и встроенных модулей КЭ-анализа, выражаются в составе решаемых задач (обычно только статический анализ), а также в сложности сетки и числе используемых типов элементов. 

Пример: 

Design Space (прежнее название ANSYS/AutoFEA) для Autodesk Mechanical Desktop (MDT): предназначен только для расчетов элементов конструкций, созданных в среде MDT; обеспечивает расчеты статической прочности конструкций и определение форм и частот колебаний, для других типов задач следует передать модель в ANSYS (т.е. версия не является альтернативой системе ANSYS).

Исходные данные - 3D модель.

Свойства материала - из библиотеки.

Расчетная схема: граничные условия прилагаются к граням или ребрам модели, либо к узлам сетки; внешние нагрузки 3 типов - давление, сосредоточенные силы, предписанные перемещения.

Генерация сетки автоматическая.

Результаты - перемещения; эквивалентные напряжения sэкв; три главных напряжения s1, s2, s3; запасы прочности по одной из 4 теорий.

Визуализация - деформированная конфигурация и цветовые зоны.

Особенности Design Space - автоматизирован выбор ряда параметров. Так, для тел с отверстиями шаг разбиения по дуге окружности 15 градусов при использовании элементов 1-го порядка и 20..25 градусов при использовании элементов 2-го порядка. При этом ошибка не превышает 15%. Инженер-конструктор, в отличие от эксперта-прочниста, может и не знать этих правил, поэтому они реализованы в самой системе.

Т.обр., для сравнительно несложных задач можно обойтись без привлечения эксперта. В то же время ограниченные возможности Design Space позволяют эффективно использовать его только для предварительных расчетов.

Новые возможности - функция топологической оптимизации изделия (оптимизации формы) [САПР и графика, 2001, № 1]:

пользователь задает требуемое снижение массы детали (процент редукции, например, 30%);

по построенным полям напряжений система определяет наименее нагруженные участки; эти области исключаются из расчетной модели;

выполняется повторный сеанс анализа и построение полей напряжений;

и т.д. до достижения требуемого снижения массы.

В результате получается конструкция, близкая к равнопрочной.

Среди систем российской разработки наиболее известна система ИСПА (Интерактивная система прочностного анализа), среди украинских систем - ЛИРА, используемая для анализа прочности строительных конструкций. 

 

О сайте

Система автоматизации проектных работ, или система автоматизированного проектирования, САПР (англ. CAD, Computer-Aided Design) — программный пакет, предназначенный для автоматизированного проектирования (CAD), разработки (CAE) и производства (CAM) конечного продукта, а также оформления конструкторской и/или технологической документации(PDM).

Свежие материалы


Вы здесь: Главная САПР Интеграция систем КЭ-анализа с CAD-системами