¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

4 но€бр€ 2014

»нженерный анализ в среде SolidWorks Simulation: новое в версии 2015

A. јл€мовский, ј. «ингаревич, ћ. Ўаломеенко

јвторы Ц сотрудники компании SolidWorks Russia
¬ерси€ модулей Simulation 2015 года содержит р€д новых функций, а также развивает имеющиес€ возможности с точки зрени€ удобства и надЄжности, что подтверждает репутацию SolidWorks как стабильно развивающегос€, востребованного в повседневной инженерной практике инструмента.

SOLIDWORKS Flow Simulation

–асширенные параметры управлени€ решающей программой

Ќовые параметры решающей программы предоставл€ют дополнительные возможности при подготовке проекта:
  • глобальные цели в виде массы, энергии и импульса позвол€ют контролировать сходимость задачи;
  • управление сохран€емыми результатами с целью уменьшени€ размера файла.

”совершенствовани€ инструмента —равнение

— помощью инструмента —равнение можно сопоставл€ть результаты различных проектов, полученных из конфигураций одной модели. –езультаты сравнени€ доступны в виде столбчатых диаграмм и множественных графиков функций.
SW Simulation 2015 1

–ис. 1. —равнение результатов - новые представлени€

ѕоддержка команды  опировать проект

ѕри использовании команды  опировать проект результаты Flow Simulation добавл€ютс€ в созданную папку или файл zip.
SW Simulation 2015 2

–ис. 2. ќкно команды  опировать проект с результатами Flow Simulation

—етка вращени€

¬ дополнение к алгоритму вращающихс€ областей реализован метод вращающихс€ сеток, снимающий ограничение на осевой вход текучей среды. Ќовый функционал позвол€ет решать задачи с боковым входом, получать состо€ние потока в подвижной области в реальном времени без осреднени€.
SW Simulation 2015 3

–ис. 3. ¬ыбор вращающейс€ сетки в нестационарной задаче

SW Simulation 2015 4

–ис. 4. ¬ращающа€с€ область с подвижной сеткой в мгновенном состо€нии среды

јнализ нестационарных процессов

”лучшени€ в решении нестационарных задач включают в себ€:
  • ускоренный расчЄт анализа переходных процессов
  • остановку расчЄта при достижении заданного значени€ целевой функции
  • сохранение осреднЄнных по времени результатов.

ѕовышенное удобство использовани€

”лучшени€ в общем интерфейсе программы:
  • ¬озможность назначать граничные услови€ на основе дискретных значений, определ€емых в совокупности точек на грани, с автоматическим распространением на всю грань. ћожно использовать таблицу, полученную из эксперимента или из результатов другого расчЄта.
    SW Simulation 2015 6

    –ис. 5. “абличное задание граничных условий

  • –едактор формул. ¬ формулу целевого уравнени€ можно добавить гравитацию (g), число π, универсальную газовую посто€нную R и константу —тефана-Ѕольцмана σ.
  • ѕакетный запуск проектов. ¬ диалоговом окне ѕакетный запуск проекты отображаютс€ в том же пор€дке, что и в дереве проектов.
  • ƒанные дл€ пористых сред. ¬ базу данных включена информаци€ о коммерчески доступных фильтрующих объектах.
  • ѕодготовка новых проектов в процессе выполнени€ решени€. ћожно выполнить предварительную и последующую обработку других проектов в фоновом режиме вычислений.
  • »нтенсивность излучаемого теплового потока как функци€ результатов свойства волны. ƒл€ анализа, учитывающего зависимость от длины волны (радиационна€ модель ƒискретных ординат в модуле HVAC), можно отобразить тепловой поток как функцию длины волны.
  • ¬изуализаци€ утечек. —в€зь между компонентами в инструменте ѕоиск утечек отображаетс€ как двуцветна€ крива€, помога€ локализовать местоположение зазора.
    SW Simulation 2015 5

    –ис. 6. ƒвуцветное представление траектории утечки

  • ќбзор компонентов. ¬ ќбзоре компонентов можно быстро найти настройки материалов, которые определены в проекте дл€ каждого элемента сборки. »меетс€ возможность настроить приоритет материалов компонентов.
SW Simulation 2015 7

–ис. 7. ќбзор компонентов

SOLIDWORKS Simulation

¬ведена нова€ конфигураци€ Simulation Standard, поставл€ема€ и лицензируема€ самосто€тельно, подобно Simulation Professional и Simulation Premium. Simulation Standard позвол€ет выполн€ть статический расчЄт деталей и сборок с последующим анализом на многоцикловую усталость, включает функционал Motion (без движений, управл€емых событи€ми).

 онтакт

—оединение Ђкромка-кромкаї дл€ оболочек
ћожно создать св€зь между некасающимис€ кромками оболочек.  огда программное обеспечение формирует промежуточные поверхности листового металла (или твердотельных деталей, которые рассматриваютс€ в качестве оболочек) дл€ создани€ оболочек, между кромками соседних поверхностей может присутствовать зазор. ≈го можно виртуально ликвидировать посредством св€зывани€ в наборах контактов. ѕри этом сетка  Ё будет несовместной, то есть, узлы кромок оболочек, участвующих в контакте, не сливаютс€.
SW Simulation 2015 8

–ис. 8.  онтакт оболочек Ђкромка-кромкаї

—амокасание
Ќовый параметр позвол€ет во врем€ моделировани€ обнаруживать самокасание дл€ граней тела или деталей, у которых области соприкасаютс€ геометрически. ѕараметр —амокасание доступен только дл€ нелинейных и статических исследований при использовании опции Ѕольшие перемещени€.
SW Simulation 2015 9

–ис. 9.  онтакт Ќет проникновени€ с параметром —амокасание

”сталость

ћожно спрогнозировать повреждЄнность или остаточный ресурс конструкции, подверженной циклической нагрузке, источником которой €вл€етс€ вибраци€ (модель гармонических колебаний) или случайные колебани€. –анее расчЄт многоцикловой усталости базировалс€ на результатах статического или модального динамического расчЄтов.
–езультаты усталости на основе гармоник
»сследование усталости на основе амплитудных напр€жений как функции частоты, полученных на основе расчЄта по модели гармонических колебаний как варианта линейного динамического исследовани€ гармоник, прогнозирует остаточный ресурс и повреждЄнность.

–езультирующа€ повреждЄнность рассчитываетс€ согласно гипотезе линейного суммировани€ повреждений, или правилу ћайнера:

SW Simulation 2015 ajhvekf 91


где E[D] представл€ет собой прогнозируемую повреждЄнность, ni Ч количество циклов дл€ соответствующей рабочей частоты, σi Ч амплитудное напр€жение, Ni Ч число циклов, вызывающее разрушение при напр€жении σi согласно кривой усталости (S-N) материала.
–езультаты усталости на основе случайных колебаний
ƒл€ оценки ресурса конструкций, на которые действуют нагрузки, имеющие случайную природу, внедрены соответствующие инструменты:
  • ћетод узкополосного сигнала
  • “рЄхполосный метод —тейнберга (Steinberg)
  • ћетод ¬иршинга (Wirsching).
ѕрогноз ресурса под действием случайных нагрузок основан на предположении, что параметры отклика (напр€жение и деформаци€) модели €вл€ютс€ случайными, неизмен€емыми и имеют √ауссово распределение. ¬ отличие от других исследований усталости, в данном случае крива€ усталости материала определ€етс€ уравнением Ѕасквина (Basquin):
SW Simulation 2015 ajhvekf 92


где N Ч допустимое количество циклов до разрушени€; B Ч характерна€ дл€ S-N-кривой константа; Se Ч размах напр€жений циклической нагрузки; m Ч тангенс угла наклона линейной ветви кривой усталости к вертикали.

¬ данном уравнении показано, что при посто€нной по амплитуде циклической нагрузке существует линейна€ св€зь между числом циклов до разрушени€ N и диапазоном напр€жений Se при отображении эпюры в логарифмическом масштабе.

ƒиаграммы частотного и динамического анализа

–езультаты частотных и линейных динамических исследований можно анализировать с помощью новых диаграмм:
  • зависимости частоты от номера гармоники;
  • частоты от коэффициентов массового участи€;
  • частоты от результирующего коэффициента массового участи€.
Ќовые диаграммы позвол€ют определить, достаточно ли собственных форм, рассмотренных в ходе вибрационного анализа, дл€ моделировани€ реального динамического отклика системы.
SW Simulation 2015 10

–ис. 10. Ќовые диаграммы в динамических исследовани€х

Ќагрузки

”совершенствовани€ в определении нагрузок включают новый интерфейс менеджера ¬нешние нагрузки в статическом исследовании, поддержку цилиндрических и сферических координат дл€ неравномерного распределени€ силы, крут€щего момента или давлени€, а также удобный доступ к назначению перемещени€.
ћенеджер нагрузки дл€ статических исследований
¬ статическом исследовании по€вилс€ инструмент ¬нешние нагрузки, позвол€ющий создавать линейные комбинации действующих факторов как в виде сил, так и перемещений. ќн облегчает манипул€ции с нагрузками и выделение их наиболее опасных сочетаний.
SW Simulation 2015 11

–ис. 11. ќкно менеджера ¬нешние нагрузки

ѕосле проведени€ вычислений результаты отображаютс€ на вкладке ѕросмотр результатов.
SW Simulation 2015 12

–ис. 12. ѕросмотр результатов анализа в менеджере ¬нешние нагрузки

«аданное перемещение в качестве внешней нагрузки
¬ папку ¬нешние нагрузки добавлена возможность примен€ть заданные перемещени€. Ќовой функциональности это не несЄт, улучша€ только методологию работы с программой.
SW Simulation 2015 13

–ис. 13.  оманда на заданное перемещение

÷илиндрические и сферические системы координат дл€ неравномерно распределЄнных сил и давлений
»нтерфейс пользовател€ дл€ назначени€ силы и крут€щего моменты с неравномерным распределением поддерживает цилиндрические и сферические координаты.
SW Simulation 2015 14

–ис. 14. ÷илиндрическа€ и сферическа€ системы координат

ћатериалы

ћожно создать папку с часто используемыми материалами и примен€ть их к многотельным объектам и сборкам, мину€ диалоговое окно ћатериал.
SW Simulation 2015 15

–ис. 15. „асто примен€емые материалы

—етка

≈сли при создании сетки происходит сбой, то дл€ отображени€ проблемных деталей предоставл€ютс€ дополнительные инструменты. ћожно запустить инструмент ƒиагностика сбо€ сетки дл€ визуализации этих деталей в закрашенном виде, а детали с успешно созданной сеткой отображаютс€ в режиме каркасного представлени€.
SW Simulation 2015 16

–ис. 16. »нструменты диагностики сетки

Ќелинейные исследовани€

”совершенствовани€ дл€ нелинейных исследований включают просмотр промежуточных результатов в процессе решени€ и учЄт граничных условий циклической симметрии.
ѕромежуточные результаты в нелинейном анализе
ƒоступны промежуточные результаты в ходе нелинейного решени€. ќтображение сведений о процессе решени€ позвол€ет выбрать одно из следующих действий: остановить моделирование, выполнить настройки данных или разрешить решающей программе продолжить работу с текущими настройками. Ќастройка отображаемых диаграмм осуществл€етс€ в ѕараметрах Simulation.
SW Simulation 2015 17

–ис. 17. ƒиаграмма напр€жений в ходе выполнени€ нелинейного анализа

SW Simulation 2015 18

–ис. 18. ƒиаграмма перемещений в ходе выполнени€ нелинейного анализа

÷иклическа€ симметри€ дл€ нелинейных исследований
√раничное условие циклической симметрии подходит дл€ имитации моделей, в которых геометри€, закреплени€ и нагрузки повтор€ютс€ циклически относительно общей оси.
SW Simulation 2015 19

–ис. 19. √еометрическа€ модель: полна€ и с фрагментом, реализующим циклическую симметрию

SW Simulation 2015 20

–ис. 20. ќтображение результатов дл€ модели с циклической симметрией

ѕроизводительность

ѕовышение производительности вычислений состоит в сокращении времени решени€ дл€ исследований Simulation с определЄнными функци€ми, улучшении решающих программ Direct Sparse и FFEPlus дл€ статических и нелинейных исследований, добавление новой решающей программы Intel Direct Sparse дл€ крупных задач, а также возможность запуска выбранных исследований Simulation.
  • Ќова€ решающа€ программа Intel Direct Sparse на основе технологий Intel доступна дл€ статических, тепловых, частотных, линейных и нелинейных динамических исследований. ¬ ней используютс€ улучшенные алгоритмы распределени€ пам€ти и возможности много€дерной обработки, что повышает скорость решени€ задач.
    SW Simulation 2015 21

    –ис. 21. ¬ыбор решател€ Intel Direct Sparse

  • ƒл€ исследований с несколькими телами из листового металла, которые преобразуютс€ в оболочки, врем€ обработки между созданием сетки и запуском решающей программы значительно сокращено. ƒанное улучшение позвол€ет снизить общее врем€ решени€ приблизительно в 5...9 раз.
  • —окращено общее врем€ обработки дл€ определени€ св€занных контактов и контактов без проникновени€.
  • ”лучшена производительность дл€ решающей программы FFEPlus путем введени€ новых типов элементов дл€ описани€ соединителей, жЄстких св€зей и контактов без проникновени€.
  • ƒоступна информаци€ о ходе расчЄта при использовании решател€ Large Problem Direct Sparse.
  • ѕовышена точность решени€ дл€ линейных статических исследований, которые содержат оболочечные сетки с прикреплЄнными к элементам податливыми пружинами и активным параметром Ѕольшие перемещени€.
«апуск выбранных исследований
ћожно отобрать некоторые исследовани€ Simulation дл€ выполнени€ из списка всех имеющихс€. ¬ыбранные исследовани€ выполн€ютс€ автоматически в пакетном режиме.
SW Simulation 2015 22

–ис. 22. «апуск выбранных исследований

ќболочки

ћенеджер оболочки
Ќовый интерфейс ћенеджер оболочки позвол€ет определить, отредактировать и организовать множественные определени€ оболочек более эффективно, выполнить визуализацию и проверку свойств оболочек в соответствии с типом, толщиной, ориентацией или материалом, а также предоставл€ет возможность предварительного просмотра ориентации оболочек перед созданием сетки.

ћенеджер оболочки допускает следующие действи€.

  • —оздание определений оболочек из тел поверхностей или граней твЄрдых тел.
  • Ќазначение свойств оболочек: тип (утолщЄнный или тонкий), ориентаци€ (верхн€€ или нижн€€ грань), толщина и материал.
  • —ортировку оболочек по типу, толщине или материалу, а также применение временных цветов к оболочкам с одинаковой толщиной или материалом дл€ улучшени€ визуализации.
  • √руппировку оболочек с одинаковыми свойствами (тип, толщина, единицы измерени€ или материал) и распространение изменений на все оболочки в группе.
SW Simulation 2015 23

–ис. 23. ћенеджер оболочки

–еверс граней оболочки
ѕеред созданием сетки дл€ верхних и нижних граней оболочки можно выполнить реверс их ориентации и отобразить расположение граней относительно срединной поверхности.
SW Simulation 2015 24

–ис. 24. –едактирование определени€ оболочки

ќптимизаци€ палитры цветов дл€ людей с дальтонизмом

÷ветова€ гамма оптимизирована дл€ пользователей с нарушени€ми воспри€ти€ красного и зеленого цветов. Ёто помогает таким пользовател€м более качественно интерпретировать результаты моделировани€ при просмотре диаграмм.
SW Simulation 2015 25

–ис. 25. –ежим оптимизации цветовой палитры

SOLIDWORKS Plastics

SOLIDWORKS Plastics Standard, SOLIDWORKS Plastics Professional и SOLIDWORKS Plastics Premium доступны как отдельно лицензируемые продукты, которые можно использовать с SOLIDWORKS Standard, SOLIDWORKS Professional или SOLIDWORKS Premium.

ѕоддержка eDrawings дл€ эпюр результатов SOLIDWORKS Plastics

–езультаты Plastics Simulation можно экспортировать как файлы eDrawings.
SW Simulation 2015 26

–ис. 26. ƒиаграмма заполнени€ в eDrawings

”лучшени€ генератора сетки

Ѕлагодар€ добавлению новых параметров управлени€ сеткой дл€ тетра- и гексаэдральных элементов улучшено качество генерации сетки.
  • Ќовые настройки тетраэдральной сетки дл€ управлени€ дискретизацией в литниковом канале.
SW Simulation 2015 27

–ис. 27. Ќастройка тетраэдральных элементов в литниках

SW Simulation 2015 28

–ис. 28. —етка в литнике до и после улучшенной генерации

  • ѕараметр дл€ установки значени€ ћинимальное число элементов по толщине (Minimum number of elements through thickness) ‒ установка элементов пограничного сло€ в разделе “етраэдральна€ сетка. Ќастройка предназначена дл€ улучшени€ генерации элементов сетки по толщине в тонких детал€х (рЄбра, стенки и т.п.).
SW Simulation 2015 29

–ис. 29. —етка до и после применени€ управлени€ числом элементов по толщине

ƒл€ гексаэдральной сетки представлен новый алгоритм Marching в качестве замены алгоритма Regressive, а также новый алгоритм Non-orthogonal Voxel, который автоматически добавл€ет дополнительные элементы в област€х, где требуетс€ более одного сло€ сетки.
SW Simulation 2015 30

–ис. 30. —етки, созданные новыми алгоритмами

 онсультант по номинальной толщине стенки

 онсультант по номинальной толщине стенки (Nominal Wall Thickness Advisor) анализирует геометрию и определ€ет общую номинальную толщину стенки в модели, а также погрешность (в процентах) отклонени€ толщины от номинального значени€.

ѕри разработке техпроцесса лить€ под давлением унификаци€ толщин стенок издели€ €вл€етс€ важным моментом. Ёто способствует равномерному распределению по детали давлени€ и температуры ‒ а, значит, оптимизируетс€ весь цикл производства: врем€ заполнени€, врем€ охлаждени€, а также снижаетс€ веро€тность короблени€ и неравномерности объЄмной усадки по изделию.

ƒетали с равномерной толщиной стенки обеспечивают оптимизированные технологические циклы и уменьшают веро€тность неравномерной усадки и короблени€.

SW Simulation 2015 31

–ис. 31.  онсультант по номинальной толщине стенки

јнализ симметричных систем

Ѕлагодар€ поддержке симметричных литниковых систем можно сократить врем€ моделировани€ за счЄт анализа одной детали, а не всей модели. ћодель должна быть симметричной по отношению к одной или двум плоскост€м, или собственной оси (дл€ круговой симметрии). јнализ симметрии поддерживаетс€ в следующих случа€х.
  • ќднонаправленные литниковые каналы с одним коленом: половинна€ симметри€ (тип T), четвертна€ симметри€ (тип X), кругова€ симметри€.
SW Simulation 2015 32

–ис. 32. “ипы симметрии дл€ однонаправленных литников

  • –азнонаправленные литниковые каналы, в которых направлени€ вторых и третьих колен измен€ют ориентацию в соответствии с направлением первого колена: половинна€ симметри€ (тип S), половинна€ симметри€ (тип T), четвертна€ симметри€ (тип H), четвертна€ симметри€ (тип X).
SW Simulation 2015 33

–ис. 33. “ипы симметрии дл€ разнонаправленных литников

–асчЄт выпоров

–асчЄт выпоров позвол€ет оценить распределение давлени€ в литейной форме в местах выхода газов дл€ анализа возможности по€влени€ локальных прожигов на поверхности издели€ вследствие дизель-эффекта. Ќа этапе проектировани€ литейной формы расчЄт выпоров позвол€ет оптимизировать места расположени€ точек выхода газов.
SW Simulation 2015 34

–ис. 34. ƒиаграмма распределени€ давлени€ выходных газов (Venting Pressure)


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: √лавное отличие человека от животного в том, что он хочет знать
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2020 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.