Pro/MESH, Pro/FEM-POST и Pro/SURFACE – модули Pro/Engineer для расчета на прочность методом конечных элементов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Pro/Engineer

Pro/MESH, Pro/FEM-POST и Pro/SURFACE - модули Pro/Engineer для расчета на прочность методом конечных элементов.

Pro/MESH обеспечивает конструктору возможность создания сетки конечных элементов для моделей, полученных в Pro/Engineer. Тонкостенные и твердотельные объекты могут автоматически моделироваться, разбиваться и экспортироваться в различные программы для дальнейшего анализа. Pro/MESH является дополнительным модулем семейства Pro/Engineer.

Pro/FEM-POST обеспечивает полный набор возможностей постпроцессора для анализа результатов, полученных методом конечных элементов (МКЭ), и предоставляет пользователям возможность отображать результаты анализа в среде Pro/Engineer. Pro/FEM-POST упрощает процесс сквозного проектирования/анализа в интегрированной среде, объединяющей полную ассоциативность Pro/Engineer с возможностями современного постпроцессора, для анализа результатов, полученных методом конечных элементов. Дружественный пользователю интерфейс обеспечивает проверку правильности решений при проектировании и оптимизации на ранних этапах разработки изделия. Pro/MESH является необходимым условием построения сетки для Pro/FEM-POST.

Pro/SURFACE расширяет возможности Pro/Engineer, предоставляя инструменты для эффективной разработки и усовершенствования наиболее сложных геометрических поверхностей и поверхностей свободной формы. Так как все поверхности, созданные в Pro/SURFACE, полностью ассоциативны, многочисленные проекты могут оцениваться легко и быстро. С помощью Pro/SURFACE разработчики могут создавать модели со сложными поверхностями для аэрокосмической промышленности, а также товары народного потребления.

Pro/MESH. Моделирование для анализа методов конечных элементов

Pro/MESH быстро и просто разбивает модели Pro/Engineer, что сокращает цикл “моделирование-тестирование” и улучшает качество изделия. После разбиения модель может быть передана во внешние программы анализа для вычисления термонапряженного состояния, потока жидкости, перемещения, теплопередачи, механизма образования трещин, усталости и представления о коррозийной среде.

Этот модуль автоматически создает сетку в соответствии с требованиями конструктора, который может интерактивно уточнять ее там, где это необходимо. Пользователи могут быстро оценивать различные конфигурации моделей при различных окружающих и геометрических условиях. Эта интерактивная связь сокращает время анализа, позволяет исследовать больше вариантов конструкции, обеспечивает большую гибкость проекта и качества изделия.

Pro/MESH дает конструктору возможность создавать модели для анализа методом конечных элементов. Эти возможности, в частности, позволяют конструктору производить следующие действия:

Быстро создавать сетки конечных элементов. Для создания модели в Pro/MESH необходимо пройти следующие этапы. Во-первых, параметрические нагрузки и граничные условия прикладываются непосредственно на геометрию (поверхности, грани или точки). Точность разбиения определяется допустимыми глобальными и/или локальными размерами элемента и свойствами материала, определенными в модели. И последний этап - Pro/MESH автоматически разбивает деталь, показывает результаты при просмотре и определяет качество разбиения.

Создавать различные элементы. Pro/MESH позволяет создавать оболочечные элементы (треугольные и четырехугольные), объемные (тетраэдры), массовые элементы и различные одноразмерные bar-элементы (например, брусы, gap-элементы, пружины, балки).

Определять положения тонкостенного оболочечного элемента. Pro/MESH облегчает высокоточный анализ тонкостенных моделей (например, пластмассовое литье и детали из металлического листа) с автоматическим определением пар на параллельных поверхностях и расположением оболочечного элемента на центральной поверхности. Если предпочтительна наружная, внутренняя или определенная пользователем поверхность, она может быть указана.

Определять контактные условия в конечно-элементной сборке моделей. Pro/MESH позволяет конструктору определять контактные условия между “склеенными” деталями в сборке. Если необходимо, соответствующий bar-элемент автоматически создается для моделирования контактных условий. Те же самые параметрические нагрузки, граничные условия и размеры элементов, которые определены в детали, используются в сборке.

Модифицировать параметры и условия. Нагрузки, граничные условия, размеры элементов могут быть модифицированы в любое время в процессе проектирования. Нагрузки и размер элемента могут контролироваться также путем использования соотношения.

Экспортировать данные разбиения для внешнего анализа. Весь процесс анализа, от создания сетки до постпроцессорной обработки, может быть проведен в среде Pro/Engineer. Сразу после создания конечно-элементной модели она может быть выведена в различные программы МКЭ для решения непосредственно из интерфейса. Форматы файлов, в которых могут быть выведены данные о разбиении, включают такие промышленные стандарты, как PATRAN, ANSYS, NASTRAN, SUPERTAB, COSMOS/M. Pro/MESH может создавать нейтральный файл FEM Neutral, переносящий информацию о конечно-элементной модели в любой определенной пользователем транслятор. Помимо этого, находясь в среде Pro/Engineer, пользователь может просмотреть результаты расчетов, используя Pro/FEM-POST.

Pro/FEM-POST. Графическое представление результатов конечно-элементного анализа в пакете Pro/Engineer

Pro/FEM-POST обеспечивает высокий уровень функциональности благодаря простому в использовании интерфейсу. Возможность получения результатов в контексте геометрии исходной детали, а не просто сетка, объединенная с возможностью обратной связи для передачи результатов и автоматической регенерации новой конструкции детали, позволяет инженеру использовать информацию, полученную методом конечных элементов, новыми и более совершенными методами.

С помощью Pro/FEM-POST пользователь может задействовать возможности лучших в своем классе систем МКЭ, не выходя из среды Pro/Engineer. Улучшается производительность, поскольку отсутствует необходимость исполнения множественных программ и транслирования файлов между системами.

Пользователю придется изучить только один пользовательский интерфейс. Инженеры, которые в настоящее время работают с Pro/Engineer, сразу же смогут эффективно использовать Pro/FEM-POST.

Pro/FEM-POST помогает разработчикам создавать различные варианты конструкций на самых ранних этапах процесса разработки. В конечном счете это способствует повышению качества продукта и уровня конкурентоспособности на рынке.

С помощью Pro/FEM-POST пользователи могут оптимизировать геометрию детали, определяя соотношение, которые будут параметрически изменять деталь, основываясь на результатах анализа.

Благодаря Pro/FEM-POST инженеры могут располагать следующими преимуществами:

Хорошая связь с ведущими системами МКЭ. Pro/FEM-POST тесно связан с несколькими ведущими системами решений аналитических задач с помощью МКЭ, такими, как MSC/NASTRAN, ANSYS, COSMOS/M и PATRAN. Пользователи проектируют свои детали, прикладывают нагрузки, задают граничные условия и автоматически создают сетку в Pro/Engineer. Затем простым выбором поля меню пользователь передает сетку во внешнюю систему расчета.

Сохранение информации модели и геометрии в процессе анализа. Все поддерживаемые характеристики модели, такие, как сохранение точки взгляда, конфигурации слоев, цвет, будут сохраняться во время процесса “проектирование - анализ”. Сетка и геометрия детали остаются связанными в течении всего этого процесса. Это позволяет пользователю Pro/FEM-POST запрашивать специфическую информацию об элементах деталей, такую, как максимальное напряжение вдоль ребра или поверхности детали.

Графический просмотр результатов. С помощью Pro/FEM-POST пользователи могут отображать различные результаты, включая эквивалентное напряжение по Фон-мизесу, главные и составляющие напряжения, энергию деформации, тепловые напряжения. Также доступны графические просмотры поступательных и вращательных перемещений, температуры, теплового потока и теплового градиента.

Выбор различных типов просмотра. Типы просмотра включают светотеневые контуры, изолинии и изоповерхности. Все виды тонированных и проволочных просмотров могут быть визуализированы с использованием динамически ориентированной плоскости срезе. Геометрическое перемещение можно отобразить на недеформированном или совмещенном видах. Цветовая палитра и диапазон, расстояние между линиями контура и их количество могут определяться пользователем. Максимальные и минимальные значения могут отображаться непосредственно на геометрии детали для всех характеристик. Любой результат можно отобразить как функцию расстояния вдоль ребра детали для одного или нескольких вариантов приложения нагрузок.

Статистическое представление любых численных результатов. Статистические результаты могут быть отнесены к глобальным или локальным, в соответствии с выбранным ребром и/или 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 Pro/FEM-POST. Эти результирующие параметры могут быть использованы в соотношениях Pro/Engineer для управления геометрией изделия.

Pro/SURFACE. Расширенные возможности моделирования поверхностей для сложных конструкций

конструктор моделирование модуль

Pro/SURFACE использует тот же самый интуитивный пользовательский интерфейс, что и Pro/Engineer; сложные конструкции и поверхности, таким образом, непосредственно могут быть созданы в любой модели Pro/Engineer. Вся геометрия, созданная в Pro/SURFACE, является параметрической и доступной, что дает возможность быстрой и легкой оценки нескольких вариантов конструкции. При изменении поверхностей модели все другие детали и сборки Pro/Engineer, 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 Pro/SURFACE и гибкость конструкции Pro/Engineer 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 Pro/SURFACE 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. Pro/SURFACE предлагает мощные инструменты для создания точных или аппроксимированных 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 Pro/Engineer, что и при моделировании твердых тел, Pro/SURFACE 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. Pro/SURFACE 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. Pro/SURFACE предлагает многочисленные инструменты для анализа: определение кривизны поверхности, кривизны Гаусса и кривизны сечений, уклона, перепендикуляров и отраженных кривых.

Создание твердого тела по поверхности. Pro/SURFACE 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.

Размещено на Allbest.ru