РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина Кафедра оборудования нефтегазопереработки Реферат По дисциплине НИРС На тему Программы для расчета на прочность совместимые с AutoCAD . Выполнил студент гр.МА-95-7 Беляков М.В. Принял Лукьянов В.А. Москва 1998 г. План 1. Введение. 2. Ansys ANSYS, Inc. 3. LS-DYNA Livermore Software Technologies Corp. 4. EtaDYNAFORM Engineering Technologies Associates 5. ADAMSMechanical Dynamics, Inc. 6. Star-CDComputational Dynamics 7. CADfix Finite Element Graghical Systems 8. C-MOLD Advanced CAE Technology, Inc. 9. COMETAcoustics Automated Analysis Co 10. ProCASTUES, CALCOM 11. ProEngineer ProMESH. Моделирование для анализа методои конечных элементов.
ProFEM-POST. Графическое представление результатов конечно-элементного анализа в пакете ProEngineer. ProSURFACE. Расширенные возможности моделирования поверхностей для сложных конструкций. 12. Autodesk Mechanical Desktop. AutoSurf AutoCAD Designer 13. MSCInCheck for AutoCAD
Введение. Аналитические методы оценки отклика конструкций на внешние воздействия различной физической природы без натурного моделирования возникли довольно давно.
Появление и развитие вычислительной техники дало новый толчок совершенствованию численных методов анализа, которые являются сегодня основным инструментом расчетчика.
Средства автоматизации инженерного анализа, основанные на численных методах, стали неотъемлемой частью процесса проектирования изделия. Для успешного применения каждый расчетный пакет должен соответствовать двум требованиям Воплощать самые эффективные численные алгоритмы Предоставлять пользователю развитый набор сервисных функций по подготовке исходных данных и обработке результатов расчета. В зависимости от степени соответствия данным критериям все программные средства автоматизации подразделяются на легкие, средние и тяжелые.
Степень тяжести в данном случае является показателем мощности и эффективности. Рассмотрим возможности тяжелых, т.е. наиболее мощных расчетных комплексов. Ansys ANSYS, Inc. Ansys уже более 25 лет входит в число лидирующих тяжелых конечно-элементных расчетных комплексов. Начинавшийся как система для внутреннего использования фирмы Westinghouse Electric, Ansys проник из своей материнской области, ядерной энергетики, во все области промышленности, завоевав доверие многих тысяч пользователей по всему миру. Такой успех достигнут на основании следующих важнейших отличительных особенностей Ansys единственная конечно-элементная система с таким полным охватом явлений различной физической природы прочность, теплофизика, гидрогазодинамика и электромагнетизм с возможностью решения связанных задач, объединяющих все перечисленные виды Широчайшая интеграция и двухсторонний обмен данными со всеми CAD CAE CAM системами Открытость то есть модифицируемость и дополняемость Самый высокий показатель эффективностьстоимость Среди множества конечно-элементных программных комплексов Ansys первый и единственный, разработанный и сертифицированный согласно международным стандартам ISO 9000 и ISO 9001 Ansys предоставляет уникальную по полноте и самую обширную по содержанию современную систему help на основе гипертекстового представления, доступ к которой осуществляется в интерактивном режиме online.
Препроцессор Ansys позволяет не только создавать геометрические модели собственными средствами, но импортировать уже готовые, созданные средствами CAD-систем.
Надо отметить, что геометрическая модель в дальнейшем может быть модифицирована любым образом, поскольку при импорте осуществляется перетрансляция данных в геометрический формат Ansys, и деталь не подменяется неприкасаемой конечно-элементной сеткой.
Пользователь может удалять несущественные мелкие подробности, достраивать определенные детали, проводить сгущениеразрежение сетки и другие важнейшие операции, без которых дальнейшее решение может быть совершенно некорректно или вообще окажется недостижимым.
Построение поверхностей, твердотельной и каркасной геометрии и внесение изменений осуществляется средствами собственного геометрического моделера. Как уже отмечалось, Ansys позволяет решать проблемы прочности, теплофизики, гидрогазодинамики, электромагнетизма совместно с расчетом усталостных характеристик и процедурами оптимизации. Единая система команд и единая база данных полностью исключают проблемы интеграции и взаимного обмена между указанными сферами.
Более того, в программе использованы специализированные конечные элементы, имеющие, помимо перемещений и поворотов в узлах, степени свободы по температуре, напряжению и др а также переключения типа элемента, например электромагнитного на прочностной. Благодаря этому, в программе реализованы уникальные возможности проведения связанного анализа. Оптимизация конструкции, таким образом, может вестись с учетом всего многообразия физических воздействий на нее. В результате многолетнего сотрудничества фирм ANSYS Inc. и LSTC в программу включен модуль ANSYSLS-DYNA полностью интегрированная в среду Ansys всемирно известная программа для высоконелинейных расчетов LS-DYNA. Соединение в одной программной оболочке традиционных методов решения с обращением матриц и математического аппарата программы LS-DYNA, которая использует явный метод интегрирования, позволяет переходить с неявного на явный метод решения и наоборот.
Описанный подход объединяет преимущества обоих методов и позволяет численно моделировать процессы формования материалов, анализа аварийных столкновений например, автомобилей и ударов при конечных деформациях, нелинейном поведении материала и контактном взаимодействии большого числа тел. С использованием этой функции перехода могут быть решены задачи динамического поведения предварительно напряженных конструкций попадание птицы в преднапряженную турбину двигателя, сейсмический анализ сооружений, нагруженных, например, собственным весом и т.д. и задачи исследования разгрузки конструкций, подвергнутых большим деформациям упругое пружинение тонкого штампованного листа и т.д
LS-DYNA Livermore Software Technologies Corp. Расчет сварных, заклепочных и болтовых соединений Биомедицинские прило... при движении по неровной поверхности Оценка безопасности пассажира вза... Полностью распараллеленный и векторизованный высокоэффективный алгорит... Формование металла, стекла, пластиков прокат, выдавливание, штамповка,...
Пре- и постпроцессинг DYNAFORM построен с учетом всех специфических ос... EtaDYNAFORM Engineering Technologies Associates. EtaDYNAFORM специализированный программный комплекс, ориентированный н... Производить двухсторонний обмен информацией с программными комплексами... На сегодняшний день ADAMS находит применение в автомобилестроении, ави...
Ansys, HEXAR, ICEM, I-DEAS, Nastran, Patran, Hypermech и SAMM Разнообр... Дополнительные адаптивные процедуры перестройки такие, как динамическо... Запрос памяти под задачу составил 6000 Мбайт.. Экстаполяция результатов на сетке и поверхности произвольного вида исп... Star-CDComputational Dynamics.
CADfix предназначен для пользователей профессиональных CADCAECAM прогр... Базой для создания послужил конечно-элементный пакет FAM собственной р... CADfix Finite Element Graghical Systems. C-MOLD Advanced CAE Technology, Inc. Основанная на МКЭ программа C-MOLD предназначена для компьютерного мод...
Программный комплекс COMETAcoustics позволяет разработчикам еще на ста... ProFEM-POST упрощает процесс сквозного проектированияанализа в интегри... Помимо этого, находясь в среде ProEngineer, пользователь может просмот... ProFEM-POST. Затем простым выбором поля меню пользователь передает сетку во внешнюю...
приложения нагрузок.
Статистическое представление любых численных результатов. Статистические результаты могут быть отнесены к глобальным или локальным, в соответствии с выбранным ребром иили поверхностью. Максимальное, минимальное, среднее значение и дисперсия могут быть рассчитаны для каждого типа результата. Создание параметров. Локальные или общие параметры могут быть определены для всех результатов МКЭ, доступных ProFEM-POST. Эти результирующие параметры могут быть использованы в соотношениях ProEngineer для управления геометрией изделия. ProSURFACE. Расширенные возможности моделирования поверхностей для сложных конструкций.
ProSURFACE использует тот же самый интуитивный пользовательский интерфейс, что и ProEngineer сложные конструкции и поверхности, таким образом, непосредственно могут быть созданы в любой модели ProEngineer. Вся геометрия, созданная в ProSURFACE, является параметрической и доступной, что дает возможность быстрой и легкой оценки нескольких вариантов конструкции. При изменении поверхностей модели все другие детали и сборки ProEngineer, к которым относится это изменение, модифицируется автоматически.
Например, изменения, сделанные в поверхностной модели крыла самолета или кузовной панели автомобиля, распространяются на геометрию всех структурных элементов внутренней поддержки и других связанных компонентов. Расширенные возможности моделирования ProSURFACE и гибкость конструкции ProEngineer позволяют быстро оптимизировать весь единый цикл проектирование-производство большинства геометрических моделей, уменьшить время выхода продукта на рынок и улучшить качество изделия.
Для создания и усовершенствования наиболее сложных конструкций ProSURFACE предлагает инженерам полный набор параметрических инструментов Выдавливание или вращение поперечных сечений. Нарисованные сечения выдавливаются на определенную глубину или разворачиваются на определенный угол относительно плоскости эскиза. Поверхности могут быть выдавлены или развернуты до существующих поверхностей, кривых или точек.
Протяжка сечения. Поперечные сечения могут протягиваться по одной или нескольким двухмерным или трехмерным кривым или ребрам, оставаясь перпендикулярными или располагаясь под определенным углом к траектории. Смежные поверхности могут быть использованы для определения условия касательности или кривизны вдоль границы протяжки. Параметрами и размерами поперечных сечений можно управлять с помощью графиков или уравнений. Натяжка поверхности между кривыми или сечениями.
ProSURFACE предлагает мощные инструменты для создания точных или аппрксимированных поверхностей, натянутых между кривыми. Многочисленные двухмерные и трехмерные кривые или ребра, расположенные в одном или двух направлениях, определяют каркас и границы поверхности. Смежные поверхности могут быть использованы для определения условия касательности или кривизны. Поверхности могут также быть созданы путем натяжения на несколько сечений вдоль двухмерной или трехмерной траектории.
Управлять геометрией поперечных сечений можно с помощью графиков или точек, импортированных из файла. Изгиб поверхности вдоль траектории. Пользователь может изгибать поверхности или твердотельные модели по двухмерным и трехмерным кривым при управлении геометрией поперечных сечений с помощью графиков или уравнений. Приложения включают изгибающиеся поверхности типа входных коллекторов турбонагнетателей и любой другой геометрии, связанной с течением различных потоков, которая создается прямолинейно, но затем изгибается.
Экстраполяция поверхности. Границы поверхности могут расширяться по касательной к поверхности с сохранением кривизны поверхности или вдоль определенного направления. Для экстраполяции могут быть выбраны несколько или все границы поверхности. Границы могут быть расширены на постоянные или переменные расстояния или до определенных точек. Обрезка поверхности. Поверхности обрезаются путем проецирования, разворота или протяжки сечений. Поверхности могут быть обрезаны в месте пересечения с другими поверхностями по линии силуэта, видимой с определенной точки, или могут быть вырезаны кривыми, лежащими в этих поверхностях.
Углы поверхностей могут быть скруглены радиусом определенного значения. Создание скруглений. Используя тот же пользовательский интерфейс ProEngineer, что и при моделировании твердых тел, ProSURFACE позволяет создавать скругления с постоянным и переменным радиусом, а также сопряжения с круговыми или коническими поперечными сечениями в поверхностной модели.
Управление формой поверхности. Пользователи могут динамически вдавить и вытянуть зоны на поверхности и твердотельной модели для интерактивных изменений формы новых или существующих поверхностей. Смещение поверхностей. ProSURFACE позволяет отдельным поверхностям или заплаткам поверхностей быть смещенными по перпендикуляру к поверхности. Смещение, разворот и отображение поверхностей. Поверхности могут быть смещены относительно системы координат, развернуты относительно оси или зеркально отображены относительно плоскости.
Анализ поверхности. ProSURFACE предлагает многочисленные инструменты для анализа определение кривизны поверхности, кривизны Гаусса и кривизны сечений, уклона, перепендикуляров и отраженных кривых. Создание твердого тела по поверхности. ProSURFACE может быстро и легко создавать твердотельные модели. Пользователи могут заполнять твердым телом пространство, ограниченное со всех сторон поверхностями, или создавать тонкостенные модели, добавляя толщину в одну или две стороны открытых поверхностей. Поверхности твердотельной модели могут быть также заменены с помощью заплаток поверхностей.
Кроме того, поверхности сложной геометрии могут быть использованы для удаления материала из твердого тела. Autodesk Mechanical Desktop. Представляем программный продукт, объединяющий в себе средства конструирования деталей, узлов и моделирования поверхностей. В пакет Autodesk Mechanical Desktop входят практически все необходимые инженеру - конструктору средства моделирования геометрических объектов.
Он объединяет в себе возможности новейших версий известных программных продуктов копании Autodesk Autocad Designer 2 для конструирования деталей и сборочных узлов. AutoSurf 3 для моделирования сложных трехмерных поверхностей с использованием NURBS - геометрии. Автокад в качестве общепризнанной графической среды САПР. IGES Translator для обмена файлами с другими системами САПР. Плюс новый способ организации взаимодействия Autodesk Mechanical Desktop с другими машиностроительными приложениями - система меню MCAD. Дополнительные возможности Autodesk Mechanical Desktop Параметрическое моделирование твердых тел на основе конструктивных элементов.
Конструктивные элементы. Произвольные конструктивные элементы можно моделировать путем выдавливания, вращения и сдвига плоского эскизного контура, а также путем отсечения фрагментов от твердотельных объектов произвольными поверхностями. В конструкцию можно включать стандартные элементы сопряжения галтели, фаски и отверстия в том числе с зенковкой, разверткой и резьбовые.
Параметрические возможности. Любой размер может быть переменным. Переменные могут использоваться в математических формулах Переменными можно управлять глобально при помощи таблиц параметров. Моделирование поверхностей произвольной формы. Моделирование примитивных поверхностей конус, шар, цилиндр и сложных поверхностей произвольной формы. Моделирование трубчатых поверхностей, поверхностей натяжения, изгиба, перехода плавное сопряжение произвольных поверхностей.
Расчет площади поверхности и объема. Расчет масс-инерционных характеристик и анализ взаимодействия моделей. Расчет площади, поверхности, массы и объема деталей и сборочных узлов. Расчет моментов инерции. Анализ взаимодействия деталей в сборочных узлах. Геометрические зависимости. Предусмотрены следующие типы зависимостей между элементами горизонтальность, вертикальность, параллельность, перпендикулярность, коллинеарность, концентричность, проекция, касание, равенство радиусов и координат Х и Y. Наглядное обозначение наложенных зависимостей специальными символами. Средства работы с эскизами.
Построение и редактирование набросков стандартными средствами Автокада. Копирование эскизов на другие грани и модели. Выполнение рабочих чертежей. Двунаправленная ассоциативная связь между моделью и ее чертежом. Автоматическое удаление штриховых и невидимых линий. Соответствие стандартам ANSI, ISO, DIN, JIS и ЕСКД. Ассоциативное нанесение размеров и выносок.
Конструирование сборочных узлов. Сборка деталей в узлы. Графическое и логическое представление иерархической структуры сборочного узла. Организация деталей и подузлов в виде внешних ссылок. Наложение зависимостей на компоненты узлов. Задание расположения деталей относительно друг друга по их ребрам, осям или граням. Возможность свободно-координатного расположения деталей. Графическая индикация степеней свободы компонентов.
Выполнение сборочных чертежей. Выполнение схем сборки-разборки. Проставление номеров позиций на сборочных чертежах и автоматический выпуск спецификаций. Требования к системе. Компьютер, совместимый с 48666 или Pentium. Операционная система MS-DOS 5.0 или выше. Windows NT, Windows 95 или Windows 3.1. Рекомендуемый минимальный набор аппаратных средств. Для обучения персонала Процессор 48666 ОЗУ 16МВ.Для конструирования деталей и несложных узлов Процессор Pentium 60 или выше ОЗУ 32MB . Для использования в производственных целях сложные сборочные узлы Процессор Pentium 60 или выше ОЗУ 64MB . AutoSurf AutoSurf - расширение системы AutoCAD, предназначенное для построения и редактирования формообразующих кривых и сложных поверхностей, построения новых объектов на их основе, создания каркасных моделей.
Пакет AutoSurf незаменим в автомобильной и аэрокосмической промышленности - в тех областях, где требуется моделировать гладкие поверхности. AutoCAD Designer AutoCAD Designer - расширение системы AutoCAD для объектно-ориентированного параметрического твердотельного проектирования на основе конструкторско-технологических элементов. При создании модели определяются основные правила построения и взаимосвязи между объектами.
Система автоматически генерирует различные проекции модели и формирует чертеж изделия. При этом сохранется жесткая связь между чертежем и моделью - любое изменение модели приводит к изменению проекций и наоборот. В состав AutoCAD Designer входит модуль интуитивного создания сборок. Наиболее высока эффективность применения AutoCAD Designer при разработке и проектировании деталей и конструкций в машиностроении.
MSCInCheck for AutoCAD Пользователи AutoCAD и Autodesk Mechanical Desktop могут теперь оценивать прочностные характеристики разрабатываемых конструкций с помощью всемирно известных конечноэлементных технологий фирмы The MacNeal-Schwendler Corporation MSC. MSCInCheck, базирующийся на этих современных технологиях, позволяет быстро и легко решать возникающие в процессе проектирования задачи. Конечноэлементный анализ КЭА давно используется в автомобильной и аэрокосмической промышленности в качестве неотъемлемой части процесса автоматизации инженерных исследований.
Очень быстро этот метод проникает и в другие отрасли промышленности, в которых базовым требованием является надежность и эффективность конструкций. Обычно, при работе с традиционными конечноэлементными системами, от пользователя требуется углубленная подготовка. Легкий в использовании программный продукт MSCInCheck не предъявляет таких требований.
Он полностью интегрирован в AutoCAD и Autodesk s Mechanical Desktop и позволяет быстро и просто проводить оценку прочностных характеристик конструкции. MSC - партнер фирмы Autodesk по совместной программе MAI Mechanical Applications Initiative. Результатом такого сотрудничества и явилось предоставление пользователям AutoCAD и Autodesk Mechanical Desktop возможности работы с наиболее широко распространенным в мире программным продуктом в области конечноэлементного анализа.
Подготовка модели. Перед созданием дорогостоящего прототипа для натурных испытаний, можно оценить качества конструкции с помощью MSCInCheck, сначала просто подготовив ее твердотельную модель. Нагружение и решение. Далее нужно нагрузить и закрепить эту модель в соответствии с реальными условиями ее функционирования. Нагрузки могут быть в виде сил, давлений, температур, гравитации и центробежных сил. MSCInCheck имеет также возможность настройки и выбора свойств материалов и единиц измерения.
После задания внешних условий на основе геометрической модели будет автоматически подготовлена конечноэлементная модель и проведен ее анализ. Обработка результатов. Мощные возможности обработки результатов расчета позволяют легко и быстро оценивать прочностные качества конструкции. Визуализировать можно напряжения, деформации, перемещения и все это - не выходя из Mechanical Desktop или AutoCAD Основные характеристики Удобный пользовательский интерфейс.
Дружественный Ассистент по выполнению анализа Analysis Wizard подскажет пользователю порядок формирования конечноэлементной модели, выполнения анализа и обработки результатов Пиктограммы для наиболее часто используемых операций. Встроенная справочная система Настройка единиц измерения Типы анализа. Линейная статика. Собственные частоты и формы Устойчивость Возможности моделирования. Автоматическая генерация сеток. Прямая связь с полными версиями продуктов MSC для проведения более сложных исследований Широкий спектр нагрузок.
Силы. Давления. Поля температур. Гравитационное нагружение. Закрепления граничные условия. Центробежные нагрузки. Нагрузки и закрепления задаются на уровне геометрической модели. Обработка результатов расчета. Изолинии. Деформированное состояние и анимация. Силы реакций. Печать на любой Windows-принтер. Достоверность результатов расчета с помощью MSCNASTRAN. Более 20 лет использования в промышленности. Соответствие требованиям одной из самых строгих официальных программ обеспечения качества в США QA program.
Более 5000 тестов перед выпуском каждой новой версии.