- •1.Cae системы. Решаемые задачи. Представители. Плюсы и минусы систем.
- •2.Метод конечных элементов.
- •3. Ss. Взаимодействие с Solid Works.
- •5.Решаемые задачи и виды анализа.
- •6. Материалы:
- •7. Критерии прочности
- •8. Критерий Мизеса
- •9. Критерий максимальных касательных напряжений
- •11 Билет.Критерий максимальных нормальных напряжений
- •12 Билет.Справочная геометрия.Система коорднат.Единицы измерения
- •13 Билет.Общие положения.Порядок элементов и точность расчета.
- •14 Билет.Сетка.Виды сетки.Параметры настройки.
- •17.Кинематические гр.Усл.(Крепления)
- •18.Статические гр.Усл.(внешние нагрузки),Это усилие
- •19.Контактная сила(соединения)
- •Вопрос 20. Граничные условия на удалении
- •21. Массовые нагрузки.
- •22. Симметрия.
- •23. Задача теплопроводности
- •24. Последовательность и процедура решения.
- •25. Настройка файла отчета. Параметры отображения. Анимация.
- •26. Сечения. Изоповерхности. Численные значения.
- •27. Сценарии проектирования.
- •30. Исходные данные.
- •31. Оценка результатов расчета.
- •Поверхностная модель.
- •37.Сборки.
- •38. Прикладные задачи
1.Cae системы. Решаемые задачи. Представители. Плюсы и минусы систем.
CAE – программы предназначенные для расчетов, анализа и симуляции физических процессов. Чаще всего оси по числовым методам решения дифференциальных уравнений используются совместно с CAD-системами. Методы расчета:
КЭ (конечных элементов)
Конечных разностей
Конечных объемов
Позволяют оценить поведение в реальных условиях, помогают убедиться в работоспособности. Представители:
ANSYS универсальная система конечных элементов анализа со встроенными пред/постпроцессами
T-Flex – анализ
Open FOAM – свободно распространяемая универсальная система конечных объемов пространственного моделирования механических сплошных сред
APM WinMashine – CAD/CAE – система автоматич расчет а и проектирования оборудования, включает конечные элементы анализа со встроенными пред/постпроцессами
Autodesk Inventor – основа технологических цифровых прототипов
Всестороннее рассмотрение SD моделей, деталей и изделий и их поведения до изготовления опытных образцов.
NX (Unigraphics):
SolidWorks Simulation (CosmosWorks)
+ Топс пакетов: универс – любая задача; используются профессионалами.
- Тех пакетов: время расчета.
+ Интегр с-м: минимум необх. кол-ва элементов; точная геометрия;
перебор вариантов; для широкого круга использрвания.
-Интегр с-м: ограниченный набор конечных элементов матем. условий;
ограниченная применяемость.
ANSYS DesignSpace – на базе ANSYS, интегрированный в SolidWorks модуль.
+:вид результатов; нелинейные хар-ки теплопроводности и конвекции;
тополог. опт. – выделение несущих участков
-: уд. нагрузки; парам. оптимизации; есть еще минусы))
MSC Visual Nastan 4D
Используется непосредственно модель SW
Комп. прочности и динамич анализ.
+: зависимость коэф. теплоотдачи при ков. теплообмена; адекватный перенос динамич. нагрузок в статич анализ.
-: удаленная нагрузка; адаптивное разбиение; огр. условия вход/выход
Модель
Catia & structural
Generative Part Struktural Analisis – статический анализ и расчет отдельных деталей.
Generative Assambly Struktural Analisis – статический аналих и расчет сборок.
Elfing Part Struktural Analisis – расширенный выбор КЭ при постоянном произв.
Fem Suсfacc – генератор сеток.
Единое математическое ядро с Catia полное понимание моделей.
Pro Engenering и Pro Mechanika
Struktural Simulation Packade – статический и динамический анализ, расчет собственной частоты детали и СБ, чувствительность конструкции.
Motion Simulation Packade – кинематическая и динамическая модель мех.
Termal Simulation Packade - расчет детали и СБ
Fatigue Advisar – прогноз долговечности конструкции.
Вывод: все инт. КЭ пакеты близки по функциям.
2.Метод конечных элементов.
Ключевые методы решения статических задач теории упругости для данного программного обеспечения:
- Деформации упругие малые. Граничные условия не изменные по величине и направлению;жесткость не зависит от деформации.
- Дискретизация тела на элементе области (объем тетраэдра с линейными или параболическими гранями; поверхность – плоский или криволинейный треугольник) – конечных элементов.
- Узлы в вершинах и на серединах сторон. В них задаются и вычисляются перемещения и усилия.
-степени свободы: пространственные КЭ перемещения в 3х направлениях осей. КЭ - 3 перемещения по осям + 3 угла поворота нормали к серединной поверхности.
- В пределах КЭ перемещения апроксиальной функции линейной (1го порядка) или параболической (2го порядка) функции.
- Приложение граничных условий (кинематических перемещений; статических усилий) деформации тела. Распределение нагрузки – сосредотачивание в узлах. Для каждой КЭ определяется матрица жесткости. Матрица жесткости * столбец перемещений = столбец усилий.
- матрица жесткости КЭ оси на Е и μ материалов.
- матрица жесткости КЭ объединяют в глобальную (К) столбцы перемещений u,v,w. В узлах 1,2,3 =8 столбцов перемещений. [∆]= [u v w u2 v2 w2 ……..uk vk wk …]
Усилия в направлении осей – 8 глобальный столбец усилий:
[p] = [ p1x; p1y; p1z;………; pkx; pky; pkz;] образуя систему уравнений с неизвестными углами поворота – перемещения. [k][p]=[∆]
-матрица [∆] разреженная – большинство элементов = 0
- полученные решения соответствуют min потенциальной энергии деформации упругой системы.
- система уравнений решается с вычислением [∆]
-для каждой КЭ при наличии перемещений (углов поворота) в узлах и аппроксиальных функций определяет деформации для линейного элемента деформации const , для параболических – линейные. При необходимых напряжениях в узлах элементов усредняются с перемещением в каждый элемент.
- Вычисление эквивалентных напряжений по одному из критериев прочности производится на основании параметров почности материала и компонентов напряжений деформации состояния.