10 - 2005

Не надо больше гадать

Мечта становится явью: анализ методом конечных элементов теперь интегрирован в САПР!

Быстрее и точнее

Высокое качество проектов — низкие затраты

Простота в использовании

Демократичность анализа МКЭ

Autodesk Inventor Professional предлагает ряд высокоэффективных специализированных модулей, включая анализ методом конечных элементов (МКЭ) для проверки критичных деталей в процессе проектирования. Расчеты, которые из-за своей сложности и высокой стоимости, всегда были прерогативой крупных корпоративных исследовательских центров и специалистов по анализу МКЭ, теперь могут выполняться на любом небольшом или среднем предприятии, в любой проектной организации.

Мощные трехмерные системы автоматизированного проектирования уже проникли во все сферы технического производства. Они повышают производительность, исключают вероятность ошибок, предлагают торговым агентам высококачественную визуализацию еще не произведенных продуктов. 3D-модели обеспечивают наилучшие условия для анализа с помощью МКЭ на стадии проектирования, помогая малым и средним предприятиям и конструкторским бюро принимать необходимые меры для повышения качества и надежности продукции.

Современные программы анализа МКЭ настолько эффективны и просты в использовании, что любой конструктор, никогда прежде не работавший с пакетом МКЭ, сумеет разобраться во всем без особых проблем. Для этого нужна лишь 3D-система Autodesk Inventor Professional, которая позволит создать модель нужной детали или сборки и проанализировать ее, поскольку в Autodesk Inventor Professional встроен набор ключевых функций из ANSYS DesignSpace, пакета анализа МКЭ.

Быстрее и точнее

Встроенный в Autodesk Inventor Professional набор МКЭ предлагает проектировщикам высокоразвитые функции анализа. Для многих конструкторов это исполнение давней мечты. Приблизительные оценки и вычисления ушли в прошлое, и теперь проверка всех важнейших компонентов на нагрузку и деформацию становится рутинной процедурой. Это значит, что проектировщик может оптимизировать чертеж геометрии на прочность или надежность и быстро адаптировать его в Inventor. За короткое время можно протестировать несколько вариантов геометрии, и не надо больше обращаться к специалистам со стороны, не надо долго сидеть на каналах связи. Система проста в использовании и может быть быстро освоена. Теперь проектировщик в состоянии сам в течение нескольких минут на своей рабочей станции выявить тенденции и обнаружить проблемные участки. К тому же не требуется отдельно создавать сеть анализа МКЭ — Autodesk Inventor Professional генерирует ее автоматически.

Расчет напряжения и деформации для плиты под нагрузкой с помощью анализа МКЭ в Autodesk Inventor Professional

Расчет напряжения и деформации для плиты под нагрузкой с помощью анализа МКЭ в Autodesk Inventor Professional

Расчет напряжения и деформации для кронштейна под нагрузкой с помощью анализа МКЭ в Autodesk Inventor Professional

Расчет напряжения и деформации для кронштейна под нагрузкой с помощью анализа МКЭ в Autodesk Inventor Professional

Расчет напряжения и деформации под нагрузкой с помощью анализа МКЭ в Autodesk Inventor Professional

Расчет напряжения и деформации под нагрузкой с помощью анализа МКЭ в Autodesk Inventor Professional

В начало В начало

Высокое качество проектов — низкие затраты

Теперь расчеты можно начинать на ранней стадии разработки продукта. Благодаря этому можно будет раньше устранить недостатки, сравнить разные варианты и выбрать из них самые удачные. Например, вы можете быстро протестировать на прочность направляющее устройство станка, чтобы заранее обнаружить и предотвратить погрешности в точности приводки. Например, если стол фрезерного станка резонирует из-за того, что его естественная резонансная частота близка к рабочей частоте привода, то на стадии проектирования можно будет выработать оптимальное решение. В результате — оптимизированный продукт и повышенная надежность, меньшие расходы на изготовление прототипов и более короткое время разработки.

Значительная часть производственных затрат определяется материалами и весом деталей. Громоздкие детали ведут не только к повышению стоимости изделия, но и к дополнительным эксплуатационным затратам, расходам на хранение сборку и транспортировку. Анализ МКЭ позволяет избежать всего этого.

Прежде для выполнения анализа привлекались специалисты со стороны, что вызывало задержки по времени, требовало дополнительных усилий по координации и серьезных денежных затрат. Теперь с помощью Autodesk Inventor Professional пользователь может сам проверять свои проекты, тут же получая обратную связь. Это позволяет освободить время и средства для подготовки новых проектов.

Метод конечных элементов и анализ методом конечных элементов

Метод конечных элементов доказал свою целесообразность при решении многих проблем в физике — это расчет механических нагрузок, расчеты в гидравлике, теплопроводимости, электричестве, магнитостатике.

Изначально МКЭ был разработан с целью расчета напряжения и деформации для твердотельных моделей, и в машиностроении он в основном для этого и применяется.

Анализ МКЭ позволяет выполнять расчеты для любых сложных моделей, не ограничивая инженеров простейшими формами вроде брусьев с разным поперечным сечением, к которым все привыкли при выполнении расчетов вручную, по крайней мере при обучении.

В процессе анализа МКЭ модель разбивается на отдельные части (конечные элементы). При большом количестве элементов все превращается в громадную систему уравнений, не поддающихся решению вручную.

Двадцать лет назад для подобных вычислений применялись мэйнфреймы, а сегодня достаточно иметь приличный настольный компьютер. Развитие технологии анализа МКЭ неотделимо от развития компьютерных технологий.

Коробка передач, спроектированная и проанализированная в Autodesk Inventor Professional

Коробка передач, спроектированная и проанализированная в Autodesk Inventor Professional

В начало В начало

Простота в использовании

Модуль анализа МКЭ в Autodesk Inventor Professional позволяет рассчитывать напряжение и деформацию, определять частоту естественного резонанса, вычислять фактор безопасности. Непосредственно на модели генерируются сетки и производится анализ. Подборка материалов, спецификация поддержки, информация о нагрузке и давлении — все это может быть вставлено непосредственно в интерфейс пользователя Inventor. Проектировщик получает возможность производить расчеты в той программе, к которой он привык. Для запуска вычислительных операций достаточно нажатия кнопки мыши. При отображении результатов используются определенные цвета, чтобы сразу была ясна вся картина. Например, области с малыми нагрузками отображаются синим, а области с большими нагрузками — красным. Чтобы вы получили более наглядное представление о поведении элементов под воздействием нагрузки, имеется компьютерная анимация.

Автоматически генерированная сетка МКЭ в Autodesk Inventor Professional

Автоматически генерированная сетка МКЭ в Autodesk Inventor Professional

Анализ резонансной частоты коробки передач в Autodesk Inventor Professional

Анализ резонансной частоты коробки передач в Autodesk Inventor Professional

Модуль анализа МКЭ в Autodesk Inventor Professional позволяет определять резонансные частоты, а следовательно, не допускать их появления

Модуль анализа МКЭ в Autodesk Inventor Professional позволяет определять резонансные частоты, а следовательно, не допускать их появления

В начало В начало

Демократичность анализа МКЭ

Если имеющийся в Autodesk Inventor Professional набор функций анализа МКЭ окажется недостаточным (например, при расчете пластичности или термального напряжения), вы можете переслать свои МКЭ-данные в ANSYS DesignSpace.

Крупные автомобильные корпорации для решения особо сложных проблем, вроде расчета передачи тепла или деформации от удара, продолжают пользоваться специализированными программами, тогда как компании в сфере машиностроения с целью экономии времени и денег, а также для повышения качества своей продукции все чаще используют интегрированные средства анализа МКЭ, наподобие тех, что встроены в Autodesk Inventor Professional. Демократизация анализа МКЭ выражается в том, что теперь каждый конструктор имеет возможность пользоваться профессиональными средствами и больше не действовать наугад.

Анализ МКЭ в Autodesk Inventor Professional может производиться в контексте сборки

Анализ МКЭ в Autodesk Inventor Professional может производиться в контексте сборки

Деформация отображается в виде анимации

Деформация отображается в виде анимации

В начало В начало

САПР и графика 10`2005