Специализированный набор инструментов для конечно-элементного анализа
T‑FLEX Анализ - это интегрированная с T‑FLEX CAD среда конечно-элементных расчётов. Используя T‑FLEX Анализ, пользователь системы T‑FLEX CAD имеет возможность осуществлять математическое моделирование распространённых физических явлений и решать важные практические задачи, возникающие в повседневной практике проектирования.
Все расчёты ведутся с применением метода конечных элементов (МКЭ). При этом между трёхмерной моделью изделия и расчётной конечно-элементной моделью поддерживается ассоциативная связь. Параметрические изменения исходной твердотельной модели автоматически переносятся на сеточную конечно-элементную модель.
Структурно T‑FLEX Анализ организован по модульному принципу, что позволяет пользователю гибко подойти к комплектации рабочего места расчётчика. В зависимости от решаемых задач, пользователь может выбрать один или несколько расчётных модулей.
Состав расчётных модулей
Модули статического анализа
Анализ напряженно-деформированного состояния
позволяет производить расчёт напряженно-деформированного состояния конструкций под действием приложенных к системе постоянных во времени нагрузок. Учитываются напряжения, возникающие вследствие температурного расширения/сжатия материала. По результатам расчёта оценивается прочность конструкции, определяются наиболее уязвимые места конструкции;
Анализ устойчивости
позволяет оценить запас прочности и формы потери устойчивости по критической нагрузке. Критическая нагрузка, при которой конструкция может потерять устойчивость, и форма потери устойчивости позволяют оптимизировать конструкцию путем изменения геометрических параметров либо создания дополнительных ребер жесткости;
Анализ усталостной прочности
позволяет оценить прочность материала при действии переменных нагрузок. По результатам анализа делается заключение об усталостной прочности конструкции при заданном цикле нагружения.
Модули динамического анализа
Анализ собственных частот
позволяет осуществлять расчёт собственных (резонансных) частот конструкции и соответствующих форм колебаний. Результаты используются для повышения надежности и работоспособности изделия в условиях, исключающих возникновение резонансов;
Анализ вынужденных колебаний
позволяет получить зависимости отклика системы от частоты вынуждающих воздействий — силовых и/или кинематических, изменяющихся по гармоническому закону с учетом (или без) демпфирования системы. По результатам расчёта для диапазона частот могут быть получены зависимости амплитуд и виброускорений от частоты вынуждающих воздействий, что важно при оценке виброустойчивости системы в заданном диапазоне частот;
Анализ динамических процессов
позволяет рассчитать напряженно-деформированное состояние механической системы под действием изменяющихся во времени силовых и кинематических нагрузок. Модуль позволяет оценивать ударные и сейсмические воздействия на конструкции, а также ситуации падения объектов. Модуль включает два типа динамических задач: расчёт линейной динамической задачи (суперпозиция мод) и расчёт динамических нестационарных процессов (переходные процессы).
Модули теплового анализа
Анализ тепловых установившихся процессов
предназначен для решения задач теплопроводности и теплопередачи, обеспечивая возможность оценки температурного поведения изделия под действием источников тепла и излучения. Расчёт распределения температурных полей и тепловых потоков производится в предположении бесконечно-длительного периода времени, прошедшего после приложения тепловых нагрузок;
Анализ тепловых нестационарных процессов
его назначение аналогично предыдущему модулю с той разницей, что расчёт температурных полей осуществляется в функции времени.
Этапы работы в T‑FLEX Анализ
Препроцессор
На созданной в T‑FLEX CAD или импортированной из сторонней системы проектирования трёхмерной модели изделия в T‑FLEX Анализ строится сетка конечных элементов. Препроцессор программы позволяет использовать как трёхмерные объёмные элементы (линейный и квадратичный тетраэдры), так и треугольные конечные элементы для расчёта пластин и оболочек, а также специальный объёмный конечный элемент тетраэдра для совместного применения в расчетах с линейными элементами пластин.
Пример гибридной конечно-элементной сетки – тонкие стенки аппроксимируются пластинчатыми конечными элементами, а шпангоуты сложного сечения моделируются тетраэдрами
Генератор сеток T‑FLEX Анализ позволяет пользователю управлять построением расчетной сетки, сгущая ее в нужных местах модели, где ожидается концентрация напряжений или перепад температур. Пользователь может выбрать элементы геометрии 3D‑модели, около которых нужно создать более мелкое разбиение.
Использование опции Сгущение сетки на телах
Кроме построения конечно-элементной сетки, с помощью Препроцессора задаются граничные условия, необходимые для решения физической задачи, включая симметрию, силу тяжести, дополнительную массу и дистанционные граничные условия.
Процессор
В Процессоре T‑FLEX Анализ осуществляется генерация расчётных систем уравнений и их решение. Результатами работы конечно-элементного Процессора являются значения искомых целевых функций, таких, как, например, перемещения и напряжения при статическом анализе, или собственные частоты и формы колебаний при частотном.
Результат теплового анализа модели
Постпроцессор
Для всестороннего анализа результатов работы Процессора используется Постпроцессор системы конечно-элементных расчётов T‑FLEX Анализ, который позволяет пользователю после завершения расчётов осуществить всестороннее изучение полученных результатов. Постпроцессор T‑FLEX Анализа обладает набором удобных пользовательских функций, таких как анимация, отображение деформированного состояния, настраиваемые шкалы, многооконный интерфейс, зондирование результатов и др.
|