Autodesk Inventor Simulation: еще раз о цифровом прототипе
Александр Волков: «Второй выпуск раздела Autodesk в журнале “САПР и графика” открывает рубрика “Что нового?”. В ней будут публиковаться статьи о новых продуктах и новых возможностях наших решений, материалы о новых инициативах нашей компании, информация о событиях, которые будут происходить вокруг машиностроительной линейки Autodesk. Открывает рубрику материал, посвященный центральному звену всей концепции цифрового прототипа. Autodesk Inventor Simulation Suite — новая версия хорошо известного продукта, позволяющая и смоделировать изделие, и понять его работу, а значит — создать полновесный цифровой прототип. Причем все это — в одном окне одного пакета. Все подробности — в материале Максима Кидрука, признанного (несмотря на молодость) эксперта в области САПР, аспиранта Королевского технологического института (Стокгольм, Швеция), автора приложений и книг по тематике механических CAD-систем».
В прошлом году компания Autodesk расширила линейку Autodesk Inventor двумя версиями, промежуточными между Inventor Suite и Inventor Professional, — появились Inventor Routed Systems и Inventor Simulation. Второму продукту, вышедшему также в русской локализации, и будет посвящена данная статья. В ней кратко описаны функциональные возможности системы, а также основные преимущества еe использования на предприятии.
В линейку продуктов Autodesk Inventor ранее входили две конфигурации: базовый Inventor Suite и максимально мощный и многофункциональный Inventor Professional. Последний, помимо всех возможностей, реализованных в версии Suite (моделирование деталей и сборок, создание чертежей, подготовка документации и пр.), включает еще четыре встроенных модуля инженерных расчетов и моделирования маршрутизируемых систем (трубопроводы, кабели и жгуты). В 2007 году вышли еще две новые версии продукта : Autodesk Inventor Routed Systems Suite и Autodesk Inventor Simulation Suite. По функциональным возможностям их можно расположить между Suite и Professional. Другими словами, новые конфигурации обладают оптимальным соотношением цены и предлагаемых программных возможностей, поэтому больше подходят тем заказчикам, для которых возможности Professional излишни. О Routed Systems мы еще поговорим, а сейчас ответим на вопрос: что же такое Simulation?
Как и Inventor Suite, версия Simulation содержит все необходимые функции для создания и редактирования трехмерных моделей, генерации ассоциативных чертежей, автоматической подготовки конструкторской документации, визуализации и анимации сборок и пр. Детали, сборки и чертежи — это, конечно, много, но далеко не все, в чем сегодня нуждается промышленное предприятие. Поэтому в Inventor Simulation включены еще два дополнительных расчетных модуля — Dynamic Simulation и Stress Analysis — соответственно для динамического моделирования и прочностного анализа смоделированных изделий. Такой набор в сочетании с удобным графическим и трехмерным редакторами Inventor Simulation позволяет решать широкий круг задач по созданию и испытанию цифровых прототипов без использования каких-либо других программных пакетов.
Рассмотрим более подробно каждый из упомянутых модулей.
Применение модуля Dynamic Simulation позволяет еще на этапе проектирования создать модель поведения конкретного изделия в реальной обстановке. При этом вы получаете возможность сэкономить немалые деньги, которые ранее приходилось тратить на разработку, изготовление и тестирование опытных образцов или же на дорогие услуги специалистов-аналитиков. Моделирование осуществляется путем указания движущих сил, действующих в реальных условиях, задания фрикционных характеристик и подвижных компонентов сборки, после чего система самостоятельно отображает взаимное перемещение частей механизма во время работы. В системе также предусмотрена возможность получения анимационного ролика, который наглядно покажет принцип работы даже самого сложного механизма, что позволит отыскать, исправить или усовершенствовать различные недочеты в модели, выявление которых на ранних этапах проектирования представляется весьма непростой задачей. Кроме того, модуль Dynamic Simulation позволяет рассчитывать возникающие под действием движущих сил и вращательных моментов реакции в разных точках трехмерной модели для различных моментов времени. Полученные значения реакций можно без особого труда перенести в Autodesk Inventor Stress Analysis или в ANSYS для дальнейшего просчета напряжений и оптимизации всей конструкции. Все параметры, рассчитанные при моделировании (координаты, скорости, ускорения и пр.), также могут быть отображены в виде графиков, в результате чего вы без особого труда сможете проследить их взаимосвязь и те изменения, которые происходят за один цикл работы механизма.
Другой расчетный модуль, доступный в пакете Inventor Simulation, называется Stress Analysis и позволяет решать задачи прочностного анализа деталей под действием как статических, так и динамических нагрузок, а также определять и наглядно отображать деформации и напряжения детали. Все расчеты основаны на методе конечных элементов, на технологии, реализованной в ANSYS. Как уже упоминалось, исходными данными для прочностного расчета могут служить расчетные реакции, определяемые при проведении динамического анализа в модуле Autodesk Inventor Dynamic Simulation. Таким образом, вы можете провести и динамическое моделирование, и прочностной расчет конструкции, не прибегая ни к каким другим программным пакетам.
Важной особенностью данного модуля является также то, что на основании расчетов система может подобрать оптимальный материал для каждой конкретной детали с учетом характера и распределения нагрузок, а также формы детали. В результате пользователь опять же получает весьма удобный инструмент, дающий точное представление о возникающих напряжениях, вместо того чтобы строить догадки или подолгу тестировать опытные образцы.
Таким образом, приобретая Autodesk Inventor Simulation , кроме базового для системы Inventor CAD- функционала, вы получаете два мощнейших CAE-модуля, обеспечивающих динамическое моделирование и прочностной расчет изделий. Более того, теперь работать в самой популярной на рынке CAD-системе стало еще проще и удобнее. Для российских пользователей, как уже было сказано, данная версия программного продукта (как и базовый Inventor Suite) полностью переведена на русский язык!
Итак, сегодня Autodesk Inventor — это гораздо больше, чем просто система трехмерного моделирования. С помощью обширного ассортимента различных прикладных функций и дополнительных модулей вы создаете не просто трехмерную модель, а полностью продуманный и законченный цифровой прототип изделия. Возможность интеграции с AutoCAD или другими системами инженерного моделирования, удобные средства для представления, аннотирования и визуализации данных делают эту систему незаменимой при конструкторской подготовке производства на промышленном предприятии.
