Инженерный анализ

Кроме команд анализа геометрии в комплексе T-FLEX CAD существуют дополнительные модули, позволяющие проводить более сложные виды анализов модели: конечно-элементный анализ и динамический анализ.

Конечно-элементный анализ – модуль “T-FLEX Анализ”, позволяющий осуществлять различные виды конечно-элементных расчётов:

●Статический анализ позволяет осуществлять расчёт напряжённо-деформированного состояния конструкций под действием приложенных к системе постоянных во времени сил;

●Частотный анализ позволяет осуществлять расчёт собственных (резонансных) частот конструкции и соответствующих форм колебаний;

●Анализ устойчивости важен при проектировании конструкций, эксплуатация которых предполагает продолжительное воздействие различных по интенсивности нагрузок;

●Тепловой анализ – модуль обеспечивает возможность оценки температурного поведения изделия под действием источников тепла и излучения.

●Анализ вынужденных колебаний проводится для предсказания поведения конструкции под действием внешних воздействий, изменяющихся по гармоническому закону.

●Анализ усталости – позволяет изучать прочность материала при действии переменных нагрузок.

T-FLEX Анализ ориентирован на решение физических задач в объёмной постановке. Все расчёты ведутся с применением метода конечных элементов (МКЭ). Для математической аппроксимации изделия используется её эквивалентная замена сеткой из тетраэдральных элементов. При этом между трёхмерной моделью изделия и расчётной конечно-элементной моделью поддерживается ассоциативная связь. Параметрические изменения исходной твердотельной модели автоматически переносятся на сеточную конечно-элементную модель.

               

Результаты конечно-элементного моделирования (перемещения и напряжения)

В стандартную поставку T-FLEX CAD 3D включена только ограниченная ознакомительная версия модуля конечно-элементого анализа – Экспресс-анализ. Экспресс-анализ является облегчённой версией модуля «T-FLEX Анализ», специально адаптированной для проведения упрощенных, но качественных прочностных расчётов. В распоряжении пользователя имеется необходимый набор типов нагрузок и закреплений. Основываясь на геометрии модели T-FLEX CAD, автоматический генератор экспресс-анализа создаёт качественную конечно-элементную сетку. После выполнения расчёта в графическом виде выводятся результаты по деформациям, напряжениям, перемещениям, запасу прочности.

Полнофункциональный модуль конечно-элементного анализа “T-FLEX Анализ” приобретается отдельно.

Более подробно о работе с модулем конечно-элементного анализа можно прочитать в справке по “T-FLEX Анализ”.

 

Экспресс-анализ

Модуль экспресс-анализа предназначен для ознакомления с функциональностью системы «T-FLEX Анализ» и проведения упрощённых расчётов на прочность. Модуль экспресс-анализа включается в поставку системы T-FLEX CAD 3D и не требует наличия специальных лицензий.

В модуле экспресс-анализа вводится специальный тип задачи – «Экспресс-расчёт». Это, по сути, статический расчёт, имеющий ограничения. При отсутствии лицензии на полную версию, данный тип расчёта является единственно доступным при создании новой задачи.

Данные, записанные в файле, содержащем задачи экспресс-анализа, могут быть прочитаны при наличии лицензии на полный модуль. При этом существует возможность изменить тип решаемой задачи и произвести вычисления для более сложной расчётной модели.

Модуль экспресс-анализа имеет те же пункты меню, что и полный модуль, при этом команды, недоступные в экспресс-анализе, являются неактивными.

 

Ограничения экспресс-анализа

Модуль экспресс-анализа имеет следующий перечень ограничений по сравнению с возможностями полной версии:

●Расчётная модель может состоять только из одного элемента. Т.е. рассчитать можно отдельно взятые детали, но не сборочную единицу в целом.

●КЭ-сетка имеет упрощенный диалог задания параметров. Параметры сетки управляются регулятором «грубее/точнее».

●Из набора нагрузок доступны лишь силы и давления.

●В качестве закреплений используется только полное закрепление.

●При запуске на расчёт отсутствует возможность настройки решателя.

●Не предусмотрен экспорт результатов вычислений.

●Перечень результатов ограничивается следующими видами: «К-т запаса по эквивалентным напряжениям», «Напряжения эквивалентные», «Перемещения, модуль».

 

Динамический анализ – модуль, позволяющий производить исследование динамического поведения различных пространственных механических систем.

Модуль динамического анализа может решать следующие задачи:

●анализ траекторий движения, скоростей, ускорений любых точек компонентов механической системы под действием сил;

●анализ временных характеристик механической системы (время прихода в целевую точку, время затухания колебаний и т.д.);

●анализ сил, возникающих в компонентах механической системы в процессе движения (силы реакции в опорах, сочленениях и т.д.).

Модель механизма описывается как система твёрдых тел, шарниров и нагрузок. Данные для анализа автоматически берутся непосредственно от созданной в системе T-FLEX CAD геометрической модели. При моделировании используются обычные инструменты T-FLEX CAD, для задания связей между трёхмерными телами используются сопряжения и степени свободы. В системе также имеются средства моделирования контактов между любыми твёрдыми телами, способные обрабатывать одновременное контактное взаимодействие сотен и тысяч твёрдых тел произвольной формы.

В качестве нагрузок для тел можно задать начальные линейные и угловые скорости, силы, моменты, пружины, гравитацию и т.д. Для считывания результатов используются специальные элементы-датчики. Для анализа доступны многие величины: координаты, скорости, ускорения, силы реакций в шарнирах, усилия в пружинах и т.д. Непосредственно в процессе расчёта пользователь может наблюдать за поведением модели с любой точки. По готовым результатам динамического расчёта можно создавать анимационные ролики.

В стандартную поставку T-FLEX CAD 3D включена только ограниченная ознакомительная версия модуля динамического анализа – экспресс-анализ динамики. Экспресс-анализ имеет некоторые ограничения по видам нагружений и по выводу результатов динамического анализа (отсутствуют инструменты для получения численных результатов расчёта). В коммерческом модуле результаты расчёта выдаются в виде графиков, динамических векторов-стрелок и в виде массива чисел (точки графика).

Полнофункциональный модуль динамического анализа при необходимости приобретается отдельно.

Более подробно о работе с модулем динамического анализа можно прочитать в справке по “T-FLEX Динамика”.

 

Смотри: Содержание