Прочностной анализ

Создание изделий высокого качества невозможно без тщательного анализа способности конструкции выдерживать нагрузки и правильно функционировать при заданных условиях эксплуатации. Оптимизация изделия, дающая возможность получить максимально легкую и технологичную конструкцию и в то же время гарантирующая ее правильную работу в течении всего жизненного цикла, является обязательным требованием рынка. Оптимизации подлежит не только конечное изделие, но и технологические процессы, которые используются для ее создания. Наш инженерный анализ включает в себя расчет статической прочности, потери устойчивости, разрушения при ударе, анализ вибрации, переноса тепла, динамики механизма и многое другое.

Задача оптимизации является итерационной задачей, когда в процессе изменения параметров конструкции и последующего анализа ее поведения мы добиваемся наилучшего решения по отношению к заданным критериям.

В зависимости от сложности изделия и пожеланий заказчика мы проводим прочностной анализ либо в MSC\Nastran, либо в наборе модулей пакета Unigraphics.

В пакете MSC/Nastran мы выполняем решения инженерных задач методом конечных элементов, который включает в себя:

• Линейный статический анализ;
• Статистический анализ с учетом нелинейности свойств материала и процесса деформирования (физическая и геометрическая нелинейность);
• Анализ нестационарных процессов с учетом физической и геометрической нелинейности;
• Определение собственных частот и форм колебаний и анализ устойчивости;
• Прямой и модальный анализ комплексных собственных значений;
• Прямой и модальный частотный анализ от случайного возбуждения;
• Прямой и модальный анализ нестационарных процессов (включая спектральный анализ);
• Линейный статический и частотный анализ с учетом циклической симметрии;
• Линейный и нелинейный стационарный теплообмен;
• Нестационарный теплообмен;
• Аэроупругость;
• Многоуровневые суперэлементы;
• Чувствительность формы и оптимизация;
• Акустика.

Наряду с расчетом конструкций MSC\Nastran может использоваться нами и для оптимизации проектов. Оптимизацию мы можем проводить для задач статики, устойчивости, установившихся и неустановившихся динамических переходных процессов, собственных частот и форм колебаний, акустики и аэроупругости.

Для расчета мы также можем использовать пакет программ фирмы Unigraphics , а именно модули:

UG/Mechanisms

С его помощью мы можем выполнять сложный кинематический анализ и моделировать виртуальное поведение любой 2D и 3D системы непосредственно в Unigraphics. Разнообразные стадии сборки могут быть выполнены нами с обеспечением минимальных зазоров, опций определения направления наложения контактов и путей разборки. Мы можем анализировать взаимодействие сил, скоростей и ускорений. Действие сил может быть передано затем в FEA. Геометрия может быть в дальнейшем нами использована для размещения соединений и сил, для определения CAM-профилей. С помощью этого модуля мы можем формировать входной файл для ADAMS/Solver и проводить более сложный анализ.

Результатом работы этого модуля для нас является схема нагружения и фиксации деталей, а также значения нагрузок и приведенных моментов, которые служат исходными данными для работы модуля UG/Scenario for FEA.

Scenario for Structure
Этот модуль используется нами для проведения исследований различных вариантов конструкции и сценариев. Модуль позволяет нам манипулировать различными вариантами изделия на ранних стадиях проекта с использованием методов конечно-элементного анализа для поиска оптимального конструкторского решения.
Препроцессоры и постпроцессоры Scenario позволяют строить нам сетку конечных элементов на основе модели непосредственно в среде Unigraphics. При этом сетка ассоциативно связана с геометрией детали. Мы можем применять все имеющиеся в Unigraphics возможности моделирования твердых тел для изменения параметров анализируемой модели. Это дает нам возможность быстро создавать наборы альтернативных вариантов или "сценариев".

Strength Wizard
Этот модуль построенный по технологии мастер-процессов обеспечивает нам простую пошаговую процедуру расчета детали на статическую прочность. После расчета система выдает ответ о возможности разрушения, если задано предельно допустимое напряжение, и показывает, где это разрушение произойдет.

UG/Structure PE
С увеличением объема вычислений с помощью конечно-элементной модели и расчетов, связанных с оптимизацией конструкции, все большее значение приобретает быстрота и точность решения. Адаптивные сетки, оптимизация и исследование чувствительности модели дают нам более мощный инструмент для оптимизации. Однако чем сложнее расчеты, тем больше времени и ресурсов они требуют. Эти ограничения снижают возможность использования средств анализа. По этой причине для проведения сложных расчетов мы используем модуль UG/Structure PE.

UG/Structure PE является не одним решателем, а комбинацией из трех решателей, объединенных между собой. UG/Structure PE сам полностью автоматически выбирает наиболее приемлемый для анализируемой конструкции и поставленной задачи тип решателя. Это гарантирует применение решателя, который оптимальным образом использует ресурсы памяти, диска и загрузку процессора. В результате задачи симуляции конструкции решаются за небольшую часть того времени, которое требуется для других современных решателей.

Кроме того, что этот модуль работает быстрее и точнее традиционных решателей, он содержит специальный адаптивный механизм контроля точности.