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

30 декабр€ 2015

 омплексный подход к инженерному анализу в SolidWorks

јндрей јл€мовский, ћаксим Ўаломеенко

јндрей јл€мовский ћаксим Ўаломеенко

јвторы Ч сотрудники компании SolidWorks Russia

—одержание:

¬ступление

÷елью статьи до еЄ написани€ был обзор функционала SolidWorks применительно к инженерным расчЄтам. ќднако в процессе работы предсказуема€, в общем, нерациональность этой установки стала совсем очевидной из-за огромного объЄма материала. ≈сли ограничитьс€ описанием задач из различных сфер де€тельности, то результатом будет фрагментарность получившейс€ картины дл€ Ђновыхї читателей и отсутствие реального эффекта дл€ тех, кто Ђв темеї. ¬ то же врем€, запрос на некое Ђсистемноеї освещение вполне актуален, даже со стороны субъектов, имеющих навыки поиска информации на сайтах Е SolidWorks Е.

—обранна€ в одном месте и, по возможности, стилистически близка€ информаци€ помогает уточнить знани€ о конкретных инструментах, их взаимодействии, а также сформировать общее представление о потенциальных возможност€х системы.

Ќесмотр€ на то, что наиболее рациональным (в частности со стороны поставщика программного обеспечени€) €вл€етс€ алгоритм, когда клиент излагает потребности, а продавец определ€ет состав ѕќ, иногда Ђзаказ по каталогуї имеет право на существование. ћногие ли сторонники поставки решени€, а не продукта, приход€ в автосалон, прос€т включить в автомобиль Ђфункцию разбрызгивани€ жидкости и растирани€ еЄ по стеклу тогда, когда на стекло попадЄт друга€, не очень чиста€ жидкостьї, а не заказать Ђдворникї с Ђдатчиком дожд€ї, как просто опции? ƒа и попул€рность системы самообслуживани€ относительно магазинов с продавцами, обоснована желанием конкретизировать потребности на тактильном (в разумных пределах) уровне, когда шоколадку можно пощупать (слегка), ощутив т. наз. продукт, а не попросить у продавца нечто Ђкоричневое и сладкоеї Ц Ђрешениеї. ¬ спешке покупатель осведомл€етс€ у персонала, где прилавок с пивом, но между банкой и бутылкой выбирает вполне самосто€тельно, а между бутылкой маленькой и бутылкой большой Ц абсолютно самосто€тельно. Ёто можно понимать, как совместную де€тельность на этапе выработки концепции с персональной ответственностью при еЄ реализации.

ѕолное отстранение заказчика от формировани€ решени€ может привести к известным несуразност€м, когда описание устройства как Ђдвуногого животного без перьевї (јристотель vs ѕлатон) после критики пришлось уточн€ть ограничением, чтобы это животное было общественным.

ясно, что Ђрешениеї в целом более актуально на уровне коллективов и проектов, но дл€ реализации прикладных потребностей это не всегда применимо Ц консультанта дл€ любой задачи не приставишь к каждому инженеру, тем более с учЄтом национальной психологии, претендующей на творческую независимость. ¬ этом смысле многоликость SolidWorks, как системы корпоративного уровн€, при сохранении актуальности дл€ малых групп (в том числе и внутри больших коллективов) вплоть до индивидуальных пользователей обеспечивает ему устойчивую попул€рность.

ѕродолжа€ цитировать классиков: Ђ¬интовка рождает властьї (ћао ÷зэдун. “езис из речи Ђ¬опросы войны и стратегииї) и, проециру€ это на наш случай, можно сказать, что информаци€ о доступных инструментах побуждает их использовать вне выраженной потребности, инициативно.

Ќу и последний (крайний) аргумент в пользу знакомства с функционалом в упор€доченном (вне гиперссылочного Ђхелпаї) виде, что он (функционал) изр€дной частью остаЄтс€ вне пол€ зрени€ пользователей различного уровн€. Ёто объективна€ особенность человеческого поведени€, когда, согласно некоей статистике, изр€дна€ часть дорогосто€щих автомобильных опций (по большей части, электронных) реально не используетс€. ќднако если перед глазами присутствует напоминание о доступных инструментах, шансы на рост кругозора и даже квалификации растут. ≈сли серьЄзно, то тенденци€ перехода от ЂрасчЄтовї при искусственных услови€х к Ђвиртуальным испытани€мї, учитывающим контекст функционировани€ объектов, требует развитой эрудиции и системного мышлени€.

Ќаилучшей дл€ изложени€ признаЄм табличную форму представлени€ функционала с прив€зкой, по возможности, к конкретным конфигураци€м продуктов, актуальным на сегодн€шний день. ќтметим, что не все модули обладают однозначной системой поставки, что определ€етс€ своеобразной политикой производител€, подталкивающей потребител€ к взаимодействию с поставщиком (и наоборот). ќднако даже если продавец программного обеспечени€ склонен к этой установке и имеет соответствующие инженерные кадры, структурированна€ информаци€ полезна дл€ службы продаж. Ђ–ешениеї вне очевидного скелета ускользает из сознани€, подобно тому, как в воспри€тии архитектурного образа плохо воспринимаютс€ сущности, не обладающие так называемой тектоникой (“очна€ наука (или интуитивное искусство) построени€ конструктивного целого. ¬ применении к искусству, термин тектоника обозначает зрительное (зримое) воплощение внутренней конструкции... (¬икипеди€).

Ќе претенду€ на эрудицию в истории —јD, а основыва€сь на опыте, своЄм и коллег, можно утверждать, что SolidWorks €вл€етс€ одним из лидеров в смысле включени€ самых разнообразных инструментов и, в частности, инженерного анализа в среду проектировани€. ќдному из авторов этой статьи довелось в середине 90-х годов осваивать CATIA V4 фирмы Dassault Systemes, коллегам, тогда же - I-DEAS фирмы SDRC и Pro/ENGINEER, PTC. ¬ этих системах присутствовали или, как в случае I-DEAS, €вл€лись базой, конечно-элементные программы и алгоритмы кинематики и динамики. ¬озможность не отвлекатьс€ на межинтерфейсные процедуры при наличии своеобразной привычки их преодолевать привела к перестройке (ѕоскольку дело происходило в 90-х годах, то лучше сказать, перенастройке) сознани€. ¬ ситуаци€х, когда возникала необходимость одновременной работы в Ђизолированныхї системах, имело место ощущение дискомфорта. »менно в SolidWorks иде€ тотальной интеграции стала одной из основополагающих, что в совокупности с собственными достоинствами, как CAD системы, гарантирует благополучное существование и развитие в течение дес€тилетий.

 онцепци€ единого (или очень близкого) интерфейса, единых данных, общей, в значительной части, математики завоЄвывает мир, порожда€ сообщество пользователей из многих сфер де€тельности. ¬ –оссии же сформировалс€ единый канал продаж и поддержки, что гарантирует квалифицированный отклик на любой запрос клиента. “о есть, жизнь привела организационные формы в состо€ние, адекватное инструментам.

¬ данной публикации мы сосредоточимс€ на функционале модулей инженерного анализа в совокупности с конфигураци€ми SOLIDWORKS.  ритерии, по которым отобраны модули Ц собственный круг задач, наличие численного алгоритма, самосто€тельный (по функционалу) интерфейс, и, при наличии выбора, востребованность у пользователей. ≈щЄ один критерий отбора Ц возможность реализации упом€нутых виртуальных испытаний: прочностных, кинематических, гидродинамических, тепловых, оптических и светотехнических или имитации некоторых, наиболее востребованных технологических процессов. Ќекоторым отступлением €вл€етс€ включение процедур анализа размерных цепей, поскольку они, как правило, используютс€ тем же персоналом, что и, например, прочностные расчЄты.

SW CAE 1

–ис. 1. ћодули инженерного анализа во взаимодействии с базовыми конфигураци€ми

SOLIDWORKS Simulation

—емейство расчЄтных модулей SOLIDWORKS Simulation выполн€ет прочностные статические и динамические исследовани€ (линейные и нелинейные) на основе метода конечных элементов (ћ Ё). —емейство SOLIDWORKS Simulation включает следующие модули:
  • SOLIDWORKS Simulation
  • SOLIDWORKS Simulation Standard
  • SOLIDWORKS Simulation Professional
  • SOLIDWORKS Simulation Premium
ѕервый модуль - SOLIDWORKS Simulation - входит в состав конфигурации SOLIDWORKS Premium. ќстальные три модул€ поставл€ютс€ отдельно.

—оздание исследований и выполнение расчЄтов происходит непосредственно в среде SOLIDWORKS на основе собственных моделей или же деталей и сборок на базе произвольной импортированной геометрии.

¬о всех конфигураци€х SOLIDWORKS Simulation обеспечиваетс€ поддержка 64-разр€дных операционных систем с доступом ко всей оперативной пам€ти. “акже используетс€ много€дерность и многопроцессорность при построении сетки и в расчЄте.

SW CAE 2

–ис. 2. –асчЄтна€ конечно-элементна€ модель автоцистерны

ќсновной функционал семейства SOLIDWORKS Simulation приведен в таблице:

‘”Ќ ÷»ќЌјЋ№Ќќ—“№SOLIDWORKS PREMIUMSOLIDWORKS SIMULATION STANDARDSOLIDWORKS SIMULATION PROFESSIONALSOLIDWORKS SIMULATION PREMIUM

¬иды исследований

—татический расчет ХХХХ
ѕрогнозирование многоциклового усталостного разрушени€  ХХХ
–асчЄт резонансных форм и частот   ХХ
–асчЄт форм и нагрузок потери устойчивости в линейной постановке  ХХ
“епловой расчЄт без учЄта движени€ среды   ХХ
»митации падени€   ХХ
–асчЄт сосудов давлени€ по стандартам ASME с категоризацией нагрузок и линеаризацией напр€жений  ХХ
»сследование подмодели   ХХ
Ћинейна€ динамика: модальный анализ; анализ случайных колебаний; гармонический анализ; анализ спектра отклика     Х
‘изическа€ нелинейность Ч нелинейные модели пластичности, ползучести, в€зкоупргости, гиперупругости, с эффектом пам€ти формы, сыпуча€ среда   Х
√еометрическа€ нелинейность Ч модели больших деформаций и перемещений   Х
Ќелинейна€ динамика с €вным и не€вным решател€ми   Х
ћногослойные композитные оболочки   Х

»нструменты создани€ расчетных моделей

јнализ качества трехмерных моделейХХХХ
ƒвумерное упрощение (плоские и осесимметричные задачи теории упругости и теплопроводности)  ХХ
ѕлоские и осесимметричные нелинейные задачи   Х
–асчЄт многотельных деталей и сборокХХХХ
–азличные типы механических контактов между детал€ми и способы их реализации: вход, выход, посадка с нат€гом посредством разнообразных алгоритмовХХХХ
 онтакт детали (тела) при самокасанииХХХХ
“епловое сопротивление между детал€ми  ХХ
“епловой расчЄт деталей/сборок без учЄта движени€ текучей среды (стационарный и нестационарный)  ХХ
ѕоддержка конфигураций детали/сборкиХХХХ
”чЄт симметрии относительно плоскости и циклической симметрии с отображением результатов, учитывающих эти услови€ХХХХ
¬иртуальные соединители (штифты, болты, подшипники, пружины и т. д.)ХХХХ
јвтопреобразование крепежей Toolbox к виртуальным соединител€м  ХХ
”пругое основание и виртуальна€ стенка (жЄстка€ или податлива€)ХХХХ
¬иртуальные сварные швы в оболочечных модел€х  ХХ
ƒистанционные нагрузки, массы и перемещени€; удалЄнные и распределЄнные массыХХХХ
¬ключение и отключение перемещений в нелинейном анализе   Х
ѕараметрический анализ  ХХХ
ѕараметрическа€ оптимизаци€   ХХ
јнализ подмоделей  ХХ
ƒоступ к базе данных SOLIDWORKS Material Web Portal  ХХ

–ис. 3. –езультирующие перемещени€ и эквивалентные напр€жени€ в модели автоцистерны

»нструменты создани€ сетки конечных элементов

јвтогенераци€ сетки с возможностью управлени€ размерами конечных элементовХХХХ
“вердотельные, оболочечные и балочные конечные элементы, в том числе и в одной моделиХХХХ
јлгоритмы адаптации сетки
(h и p адаптаци€)
ХХХХ
”прощение модели дл€ создани€ сеткиХХХХ

«адание св€занных нагрузок

“ермоупруга€ задача с назначением посто€нных температур дл€ тел или деталейХХХХ
»мпорт температурных нагрузок из Simulation  ХХ
»мпорт нагрузок и температур от действи€ потока из Flow SimulationХХХХ
»мпорт динамических нагрузок из Motion в статические исследовани€ дл€ деталейХХХХ
»нструменты визуализации и обработки результатов
—оздание диаграмм и сохранение их в форматах BMP, JPEG, PNG и др.ХХХХ
—оздание анимации деформированного вида и сохранение в формате AVIХХХХ
«ондирование результата в точке (произвольном узле)ХХХХ
 ривые отклика в выбранных узлахХХХХ
ќтслеживание изменени€ результата при изменении параметров модели (Trend tracker)ХХХХ
¬изуальное сравнение эпюр из различных исследованийХХХХ
¬ыделение Ђработающейї части конструкции дл€ оценки возможности уменьшени€ объЄмаХХХХ
ѕросмотр промежуточных результатов в процессе расчЄта   Х

»нструменты передачи результатов

ќтчет в формате WordХХХХ
ѕубликаци€ результатов в eDrawingsХХХХ
—охранение деформированной формы детали/сборки как объекта импортированной геометрии (деталь или конфигураци€) SOLIDWORKS   ХХ

SOLIDWORKS Flow Simulation

—емейство модулей SOLIDWORKS Flow Simulation предназначено дл€ проведени€ газо- и гидродинамического анализа в среде SOLIDWORKS. ¬ состав семейства входит базовый пакет Flow Simulation и дополнительные прикладные модули Electronics Cooling Module и HVAC (Heat Ventilating Air Conditioning) Module. ћатематической основой €вл€етс€ метод конечных объЄмов.

»нструмент не делает различи€ между твердотельными модел€ми, созданными в SOLIDWORKS, или импортированными. ќбеспечиваетс€ поддержка 64-разр€дных операционных систем с использованием всей доступной оперативной пам€ти. “акже реализована управл€ема€ пользователем многопроцессорность и много€дерность при генерации расчетной сетки и работе решател€, последовательное выполнение проектов и одновременный расчЄт выбранных двух.

SW CAE 4

–ис. 4. Ћинии тока и диаграмма скорости потока при обтекании антенны

ќсновной функционал семейства SOLIDWORKS Flow Simulation приведен в таблице:

‘”Ќ ÷»ќЌјЋ№Ќќ—“№FLOW SIMULATIONFLOW SIMULATION & ELECTRONICS COOLING (–асчЄт радиоэлектронных устройств)FLOW SIMULATION & HVAC (–асчЄт вентил€ции, отоплени€ и кондиционировани€)

¬иды исследований

ƒвух- и трЄхмерный анализХХХ
ѕлоскости симметрииХХХ
¬нутреннее и внешнее течениеХХХ
Ћаминарное, турбулентное течение и переходный режимХХХ
Ќестационарное течениеХХХ
ƒозвуковое, трансзвуковое и сверхзвуковое течениеХХХ
–асчЄт относительной влажности в газахХХХ
ќдновременный теплообмен теплопередачей и теплопереносомХХХ
“еплопередача в телахХХХ
“ечение с учЄтом гравитацииХХХ
ћоделирование движени€ капель и частиц с прилипанием, отражением, частичным отражением и тепловым воздействием от среды без столкновени€, разделени€ и агрегации и вли€ни€ на средуХХХ
 авитаци€ХХХ
ѕротекание посто€нного тока и джоулев нагрев Х 

—войства текучих сред, тел и поверхностей

—жимаема€ и несжимаема€ жидкостьХХХ
—жимаемый газХХХ
–еальный газХХХ
¬од€ной парХХХ
Ќеньютоновска€ жидкостьХХХ
—мешивание сред одинаковой природы, а также идеального газа с вод€ным паромХХХ
Ѕиблиотека излучательных свойств поверхностей тел, в том числе с трем€ модел€ми отражени€: зеркальное, диффузное (ламбертово) и гауссовоХХХ
Ѕиблиотека строительных материалов  Х
Ѕиблиотека контактных тепловых сопротивлений Х 
Ѕиблиотека типовых печатных плат Х 
–асширенна€ база материалов ХХ

»нструменты создани€ расчетных моделей

Ќесколько исследований в одной модели SOLIDWORKS ХХХ
јвтоматическа€ идентификаци€ полостей и ЂутечекїХХХ
јвтоматическое заполнение зазоровХХХ
ѕараметрический расчЄт и оптимизаци€ по одной переменнойХХХ
ѕроверка геометрииХХХ
»нструмент поиска Ђутечекї дл€ определени€ места негерметичности моделиХХХ
јнализ качества расчЄтной сеткиХХХ
»нженерна€ база данныхХХХ
√азодинамический калькул€торХХХ
ѕериодическое Ђзамораживаниеї потока дл€ уточнЄнного расчЄта теплообменаХХХ
÷ели-параметры (в точках, на гран€х, в объЄмах, глобальные, уравнени€) дл€ оценки значений параметров в процессе расчЄта и контрол€ его сходимостиХХХ
»спользование целей в качестве датчиков дл€ управлени€ граничными и тепловыми услови€ми, в том числе в нестационарном анализеХХХ


SW CAE 5

–ис. 5. –асчЄтна€ модель центробежного насоса с лини€ми тока и диаграммами давлени€ и скорости потока

”слови€ (сущности) тел, поверхностей, объектов и окружающей среды

—корость, в том числе через число ћаха дл€ газовХХХ
ћассовый и объЄмный расходХХХ
—татическое, полное и давление окружающей средыХХХ
¬иртуальные вентил€торыХХХ
–асширенна€ библиотека вентил€торов  Х
ѕористые среды изотропные и анизотропные, с теплообменом и теплоотдачейХХХ
ѕерфорированные пластины на гран€х с услови€ми по давлениюХХХ
ƒвижение стенок Ђв плоскостиї (поступательное и вращательное)ХХХ
¬ращающиес€ области (в том числе с вращающимис€ сетками)ХХХ
“епловые источники (мощность, тепловой поток)ХХХ
“емператураХХХ
¬нешние стенки с температурой и теплоотдачейХХХ
»злучение с поверхностиХХХ
ѕреломление и поглощение излучени€ в материалах  Х
»сточник излучени€  Х
—олнечное излучение с передачей настроек из SOLIDWORKSХХХ
Ѕиблиотека данных по интенсивности солнечного излучени€ в зависимости от географии, времени суток и атмосферных условийХХХ
ѕеренос настроек солнечного излучени€ в расчЄтную модель из SOLIDWORKSХХХ
 онтактное тепловое сопротивление, в том числе виртуальное тепловое сопротивление на поверхностиХХХ
“ермоэлектрические охладители (элементы ѕельтье)ХХХ
Ѕиблиотека элементов ѕельтье Х 
¬иртуальные теплообменникиХХХ
—пектрально-зависимые характеристики пропускани€ и поглощени€ тел  Х
ћодель слоистой печатной платы Х 
¬иртуальные тепловые трубки Х 
ћодель двухрезисторных компонентов Х 
Ѕиблиотека двухрезисторных компонентов дл€ типовых элементов схемотехники Х 
ѕараметры прохождени€ посто€нного тока (сила тока, напр€жение) Х 
 онтактное электрическое сопротивление Х 
SW CAE 6-1-2 SW CAE 6-1-2

–ис. 6.  омпоненты электронных устройств с диаграммами распределени€ температуры

»нструменты визуализации и обработки результатов

—ечени€, диаграммы на поверхности, изоповерхностиХХХ
Ћинии токаХХХ
“раектории и параметры движени€ частиц с формированием эскизов на базе траекторийХХХ
»нтегральные результаты по телу и поверхности, результаты в точкеХХХ
√рафики функций в зависимости от одного параметраХХХ
ћножественна€ анимаци€ХХХ
¬изуализаци€ характеристик комфортности (среднепрогнозируема€ оценка, процент неудовлетворЄнных, рабоча€ температура, среднерадиационна€ температура, действующа€ температура сквозн€ка, коэффициент воздушной диффузии, эффективность удалени€ загр€знений, местное качество воздуха, угол прохождени€ потока, показатель локального воздухообмена, врем€ действи€ воздуха)  Х
¬изуальное сравнение результатов дл€ различных конфигураций ХХХ

»нструменты передачи результатов

ќтчЄт в формате MS WordХХХ
ѕубликаци€ результатов в eDrawingsХХХ
—охранение диаграмм в форматах BMP, JPEG, PNG, VRML и AVIХХХ
—охранение результатов в MS ExcelХХХ
Ёкспорт сетки конечных объЄмовХХХ
Ёкспорт результатов (давлени€, температуры и коэффициентов конвективной теплоотдачи) в SOLIDWORKS SimulationХХХ
SW CAE 7

–ис. 7. ¬изуализаци€ результатов расчЄта движени€ среды и параметров комфортности в модуле HVAC

SOLIDWORKS Motion

SOLIDWORKS Motion предназначен дл€ кинематического и динамического анализа механизмов. ћодуль использует информацию, содержащуюс€ в сборках SOLIDWORKS, с возможностью уточнени€ расчЄтной модели в интерфейсе SOLIDWORKS Motion. ¬ основе используемой математики лежит численное решение уравнений динамики. “ела предполагаютс€ жЄсткими, однако податливость может быть учтена контактах, соединени€х и в некоторых виртуальных сущност€х.

SOLIDWORKS Motion не поставл€етс€ самосто€тельно, а входит в состав конфигурации SOLIDWORKS Premium и, в расширенном варианте, в состав расчетных пакетов SOLIDWORKS Simulation Standard, Professional и Premium.

SW CAE

–ис. 8. √рафик сил контактного взаимодействи€ деталей при вращении агрегата

ќсновной функционал SOLIDWORKS Motion приведен в таблице:

»нструменты визуализации и обработки результатов

—ечени€, диаграммы на поверхности, изоповерхностиХХХ
Ћинии токаХХХ
“раектории и параметры движени€ частиц с формированием эскизов на базе траекторийХХХ
»нтегральные результаты по телу и поверхности, результаты в точкеХХХ
√рафики функций в зависимости от одного параметраХХХ
ћножественна€ анимаци€ХХХ
¬изуализаци€ характеристик комфортности (среднепрогнозируема€ оценка, процент неудовлетворЄнных, рабоча€ температура, среднерадиационна€ температура, действующа€ температура сквозн€ка, коэффициент воздушной диффузии, эффективность удалени€ загр€знений, местное качество воздуха, угол прохождени€ потока, показатель локального воздухообмена, врем€ действи€ воздуха)  Х
¬изуальное сравнение результатов дл€ различных конфигураций ХХХ

»нструменты передачи результатов

ќтчЄт в формате MS WordХХХ
ѕубликаци€ результатов в eDrawingsХХХ
—охранение диаграмм в форматах BMP, JPEG, PNG, VRML и AVIХХХ
—охранение результатов в MS ExcelХХХ
Ёкспорт сетки конечных объЄмовХХХ
Ёкспорт результатов (давлени€, температуры и коэффициентов конвективной теплоотдачи) в SOLIDWORKS SimulationХХХ


SW CAE

–ис. 9. √рафики сил и моментов в соединени€х каркаса солнечной батареи

”правление вычислительным процессом

“ри решател€ дл€ задач различного характераХХХХ
јвтоматическа€ корректировка кинематически-переопределЄнных св€зей в процессе расчЄтаХХХХ
јнимаци€ движени€ механизма во врем€ анализаХХХХ

»нструменты визуализации и обработки результатов

ѕеремещени€, скорости, ускорени€, силы, моменты, другие кинематические характеристики дл€ соединений, пружин и демпферов, а также характерных точек модели в численном, табличном и графическом видахХХХХ
јнимаци€ результатов, в том числе в интерфейсе SOLIDWORKS AnimatorХХХХ
√енераци€ траекторий характерных точек моделей и сохранение их в качестве кривых SOLIDWORKSХХХХ
ќпределение эквивалентных напр€жений (по ћизесу) и результирующих перемещений в детал€х, порожденных реакци€ми в св€з€х и инерционными силами, а также расчет на их основе коэффициентов запаса прочности непосредственно в интерфейсе исследовани€ MotionХХХХ

»нструменты передачи результатов

—охранение точек данных результатов в графических и табличных форматахХХХХ
—охранение анимации движени€ в avi-форматеХХХХ
ѕередача результатов динамического анализа (сил в сопр€жени€х и инерционных нагрузок) в модуль SOLIDWORKS Simulation дл€ анализа напр€жЄнно-деформированного состо€ни€ на уровне деталей ХХХХ
SW CAE

–ис. 10. ƒиаграмма результирующих перемещений, полученных статическим решателем в процессе выполнени€ исследовани€ движени€

SOLIDWORKS Plastics

ћодуль SOLIDWORKS Plastics Ц предназначен дл€ конечно-элементного анализа процессов лить€ термопластичных пластмасс под давлением и решени€ сопутствующих задач. SOLIDWORKS Plastics помогает инженеру предусмотреть и исправить технологические дефекты на ранних стади€х проектировани€ детали и/или пресс-формы, избежать дорогосто€щих переделок и улучшить качество выпускаемой продукции. ћодуль доступен в конфигураци€х Standard, Professional и Premium. ћатематический аппарат основан на методе конечных элементов применительно к задачам гидродинамики.
SW CAE SW CAE

–ис. 11. ƒиаграммы толщины линий спа€ и времени охлаждени€ материала

ќсновной функционал семейства SOLIDWORKS Plastics приведен в таблице:

‘”Ќ ÷»ќЌјЋ№Ќќ—“№SOLIDWORKS Plastics StandardSOLIDWORKS Plastics ProfessionalSOLIDWORKS Plastics Premium

¬иды исследований

–асчет параметров проливаемости пресс-формыХХХ
ћоделирование процесса выдержки пресс-формы под давлением ХХ

»нструменты создани€ расчетных моделей

ќбъЄмные, поверхностные и гибридные сетки конечных элементовХХХ
ќбширна€ открыта€ база данных полимеровХХХ
Ѕаза данных станков-термопластавтоматовХХХ
»спользование однополостных, многоместных и многогнездных пресс-форм ХХ
”чет вкладышей (металлических и неметаллических) ХХ
ѕодогреваемые литники ХХ
Ћитье с несколькими точками впрыска (до 10) ХХ
ћногокомпонентное литье, включа€ литье с газом ХХ
ѕеременна€ подача компонентов на точки впрыска: задержка, отсечка подачи компонента дл€ произвольной точки впрыска, переключение подачи на другой компонент в заданный момент времени ХХ
ѕоследовательное литье ХХ

ƒоступные процедуры и результаты

ќценка успешности заполнени€ пресс-формыХХХ
ћестонахождение линий холодного спа€ХХХ
ћестонахождение выпоровХХХ
Ќахождение точки оптимального впрыскаХХХ
—ила смыкани€ пресс-формы ХХ
√енераци€ и балансировка литников ХХ
ћаксимальное требуемое давление впрыска ХХ
ѕараметры усадки в конце этапа выдержки ХХ
ѕараметры охлаждени€ (без учЄта внешних факторов) ХХ
ќценка двойного лучепреломлени€ в в€зкоупругих материалах ХХ
јнализ ориентации волокон в армированном пластике ХХ
јнализ короблени€ детали  Х
–асчет деформации детали после выемки  Х
–асчет остаточных напр€жений в конце цикла производства: напр€жений от формовани€, термических и результирующих  Х
–асчет охлаждени€ с учетом отвода тепла пресс-формой  Х
–асчетные домены дл€ пресс-формы и дл€ каналов охлаждени€  Х
√енераци€ каналов охлаждени€  Х
ѕоддержка каналов сложных форм (с рассекателем, концентрические, учитывающие топологию издели€)  Х
—охранение изменЄнной топологии в виде 3D-модели  Х
Ёкспорт остаточных деформаций в SOLIDWORKS Simulation   Х
Ёкспертна€ система ResultAdviserХХХ
ќтчЄты в форматах Word и PowerPointХХХ


SW CAE SW CAE

–ис 12. ƒиаграммы эффективности охлаждени€ и ориентации армирующих волокон

EMS и HFWorks

EMS Ц модуль 3D-симул€ции эффектов, возникающих в электромагнитном поле, основанный на методе конечных элементов. EMS предназначаетс€ дл€ четырех областей электротехники: электромеханика, электромагнетизм, силова€ электроника и поведение тел в электромагнитном поле. Ёто делает его полезным дл€ разработки и тестировани€ моделей электромоторов, генераторов, трансформаторов, металлоискателей, моделировани€ вихревых токов, индуктивного нагрева, намагничивани€ и других задач.

HFWorks Ц полнофункциональный 3D-симул€тор дл€ расчЄта параметров электромагнитных излучений в диапазоне ¬„/—¬„ (свыше 1 √√ц) и беспроводных устройств.

»нтерфейс и настройки, а также определЄнна€ часть базовой математики основана на методе конечных элементов. ѕоэтому данный модуль имеет много общего с SOLIDWORKS Simulation. —оответственно, при наличии навыков работы в SOLIDWORKS и SOLIDWORKS Simulation, затраты времени на освоение интерфейса и настроек минимальны.

ќба модул€ поддерживают применение таблиц проектировани€, параметризацию и многогоконфигурационность, а решатели Ц много€дерность.

SW CAE

–ис 13. –асчЄтна€ модель катушки с диаграммами температуры и напр€жЄнности магнитного пол€

ќсновной функционал EMS и HFWorks приведен в таблице:

‘”Ќ ÷»ќЌјЋ№Ќќ—“№EMSHFWorks

¬иды исследований

ЁлектростатикаХ 
јнализ проводимостиХ 
ћагнитостатикаХ 
ћагнитное поле переменного токаХ 
Ќестационарный электромагнитный анализХ 
“епловой анализХ 
—овмещЄнный электромагнитный расчЄт и анализ движени€Х 
–асчЄт антенн Х
–асчЄт S-параметров (рассе€ни€) Х
јнализ резонанса Х


SW CAE

–ис. 14. ƒиаграммы плотности магнитного потока

ƒоступные результаты

—илы и крут€щие моментыХ 
ѕлотность магнитного потокаХ 
Ќапр€жЄнность магнитного пол€Х 
Ќапр€жЄнность электрического пол€Х 
Ёлектрический потокХ 
Ёлектрический токХ 
¬ихревой токХ 
»ндуктивностьХ 
®мкостьХ 
—опротивление Х 
ѕолный магнитный потокХ 
ѕотери в сердечникеХ 
Ќасыщение Х 
»ндуцированное напр€жениеХ 
ѕлотность силыХ 
ѕотери мощностиХ 
“емпература и еЄ градиентХ 
“епловой потокХ 
ќбратна€ Ёƒ—Х 
–езонансна€ частота Х
ћатрица рассе€ни€ Х
ƒиаграмма направленности антенны Х
 оэффициент усилени€ антенны Х
»мпеданс  Х
 омплексна€ проводимость Х
 оэффициент сто€чей волны Х
ѕараметры распространени€ Х
—обственные значени€ пол€ Х
”дельный коэффициент поглощени€ Х
SW CAE

–ис. 15. “аблицы и диаграммы результатов анализа рупорной антенны

ќptisWorks

OptisWorks Ц семейство модулей SOLIDWORKS, предназначенные дл€ оптического и светотехнического анализа и проектировани€. ќни основаны на трассировке (стохастической или детерминированной) лучей с полноценной имитацией всех эффектов взаимодействи€ света с телами и средой с последующей оценкой воспри€ти€ света человеком. ¬не зависимости от поставки продукта получаетс€ едина€ геометрическа€ и оптическа€ модель, пригодна€ дл€ анализа всеми инструментами. ќптические характеристики объектов ввод€тс€ на уровне детали SOLIDWORKS, что облегчает их повторное использование в различных конструкци€х.

OptisWorks поставл€етс€ в трЄх базовых конфигураци€х: Ray Tracing, ODESIS и Photometry; функционал последней может быть расширен дополнительными процедурами.

SW CAE 16

–ис. 16. —тохастическа€ и детерминированна€ трассировки и фотометрические результаты

ќсновные конфигурации (пакеты):

¬иды исследований и сущностиRay TracingODESISPhotometry
“рассировка лучейХХХ
‘отометрический анализ  Х
јнализ и синтез оптических систем Х 
√енераци€ 3D-моделей зеркал, линз, призм как оптических сущностей Х 
ќптимизаци€ и анализ чувствительности в задаче оптического проектировани€ Х 
ќптические источники  Х 
‘отометрические источники: точечные, поверхностныеХХХ
ќбъЄмные источники  Х

»нтерфейсы и вычислительные особенности

ћного€дерностьХХХ
ѕополн€ема€ база данных по свойствам оптических объектов с характеристиками стЄкол с учЄтом спектральной зависимости, а также дисперсиии ХХХ
ѕополн€ема€ база данных по свойствам оптических объектов с базовыми характеристиками прозрачных материалов и поверхностейХХХ
»мпорт оптических систем из ZEMAX (оптическа€ геометри€) Х 
»мпорт и экспорт фотометрических сущностей в форматах IES и EULUMDAT  Х


SW CAE

–ис. 17. “иповые результаты фотометрического расчЄта

ƒополнительные процедуры Photometry:

  • Light Expert Ц ќценка фотометрических свойств системы с выделением вклада оптических объектов: источников и поверхностей в результаты, а также вычленение лучей, взаимодействующих с этими объектами
  • 3D Energy Density Ц ќценка поглощени€ энергии в объЄме с построением соответствующих диаграмм. ѕри наличии модул€ Light Expert можно выделить составл€ющие энергии, обусловленные вкладом элементов оптической системы Ц источников и поверхностей
  • 3D Texture Ц ¬иртуальные текстуры на гладких поверхност€х
  • Colorimetry Analyzer Ц  олориметрический анализ с учЄтом хроматических диаграмм с проверкой соответстви€ колориметрическим стандартам
  • Mass Fluorescent Materials Ц ‘луоресцирующие материалы
  • Coated Surfaces Ц ѕоверхности с покрыти€ми
  • Display Source Ц »сточники, моделирующие жидкокристаллические дисплеи
  • Ambient Source Ц »сточники, имитирующие освещение окружающей средой
  • OLED Source Ц √ибкие светодиодные источники
  • Simulation Wizard Ц ћастер обработки множественных конфигураций
  • Optimization Ц ћногокритериальна€ фотометрическа€ оптимизаци€ по переменным проектировани€ в виде геометрических размеров и оптических свойств с целевыми функци€ми на базе фотометрических диаграмм. јнализ чувствительности в фотометрической системе
  • Polarization Ц ”чЄт пол€ризации
  • Stray Light Analysis Ц “рассировка с оценкой вклада лучей, проход€щих по предопределЄнным объектам
  • Radiometry UV & IR Ц –асширение анализируемого диапазона до ”‘- и » -излучени€.
–асширенные пакеты включают частичный функционал Photometry, дополнительные процедуры, а также специальные возможности:
  • Hyper-Realism Ц √иперреалистичекие изображени€ на базе фотометрической трассировки
  • Human Vision Ц ‘отометрический анализ и рендирование с учЄтом особенностей человеческого зрени€ и воспри€ти€
  • Visual Ergonomics Ц ¬изуальна€ эргономика
  • Radiometry/Defense Ц –адиометри€.
ѕоследний из перечисленных пакетов Ц наиболее полный с точки зрени€ решени€ разнообразных проблем в оборонной тематике. ќн позвол€ет выполн€ть имитацию и оптимизацию в световом, около- и дальней инфракрасной области (активные и пассивные детекторы, сигнатуры, радиоэлектронное подавление, противодействие преднамеренным радиопомехам в » -диапазоне, Е). ¬ этой конфигурации OptisWorks может рассчитывать и анализировать энергетическую эффективность оптической системы посредством различных инструментов дл€ освещЄнности (¬т/м2, Е), €ркости (¬т/м2/страд, Е), силы света (¬т/м2/страд, кандела Е). ¬ модели распространени€ света учитываютс€ свойства поверхностей, характеризующие их отражение и пропускание посредством функций BRDF, BTDF, BSDF, человеческой кожи и покровов, различных материалов, а также источников излучени€ (ультрафиолетовых, инфракрасных, гамма- и рентгеновских). ћодели материалов под действием инфракрасного излучени€, а также модели рассе€ни€ в объЄме позвол€ют моделировать распространение света в дыме и тумане с высокой степенью достоверности. –езультаты включают оценку энергетической эффективности, радиационного взаимодействи€, действи€ рассе€нного освещени€, паразитной подсветки. ‘ункциональность позвол€ет корректно учитывать диапазон волн до 350 нм и выше 2000 нм.

“акже существуют дополнительные модули, функционирующие независимо (параллельно) с перечисленными пакетами, основные из которых:

  • Optical Shape Design Ц √енераци€ 3D-моделей элементов светотехнических конструкций
  • Laser Propagation Ц ѕредназначен дл€ анализа распространени€ лазерного излучени€ после выхода из источника. ‘ункционал пересекаетс€ с модулем ODESIS, но учитывает особенности описани€ и распространени€ лазерного излучени€.
SW CAE

–ис. 18. –езультат фотометрического анализа с учЄтом психофизиологических эффектов

TolAnalyst и CETOL 6σ

TolAnalyst примен€етс€ дл€ проведени€ анализа линейных размерных цепей в сборках SOLIDWORKS, что позвол€ет оценить вли€ние допусков размеров деталей и последовательности сборки издели€ на замыкающий размер. ¬ результате исследовани€ дл€ замыкающего размерного звена известны: номинальное значение, минимальное и максимальное предельные значени€ ("наихудший случай"), минимальный и максимальный RSS-допуски (корень из суммы квадратов), а также вклад (в %) каждого размера-участника анализа. TolAnalyst входит в конфигурацию SOLIDWORKS Professional и Premium. ћатематический аппарат основан на теории веро€тностb и математической статистки
SW CAE

–ис. 19. –асчЄтна€ модель и результаты расчЄта замыкающего звена в TolAnalyst

CETOL 6σ - прикладной модуль, который €вл€етс€ мощным инструментом анализа пространственных размерных цепей дл€ сборок, созданных в SOLIDWORKS. ¬ его основе лежит веро€тностный метод решени€ задачи нахождени€ номинального значени€ и величины допуска замыкающего звена (как линейного, так и углового) размерной цепи при известных номинальных значени€х и допусках составл€ющих звеньев, а также осуществл€етс€ построение распределени€ веро€тности дл€ замыкающего звена в заданных пределах. »спользу€ современные математические решени€, CETOL 6σ ускор€ет оптимизацию геометрической точности деталей дл€ достижени€ надежности проектов на этапе их подготовки к производству.

SW CAE

–ис. 20. –асчЄтна€ модель CETOL с отображением замыкающего звена

ќсновной функционал TolAnalyst и CETOL приведен в таблице:

‘”Ќ ÷»ќЌјЋ№Ќќ—“№TolAnalystCETOL

ћетоды исследований

Ќаихудший случайХХ
RSS-анализХХ
—татический RSS-анализ Х
ƒинамический RSS-анализ Х
ћетод моментов Х
Ќаихудший случайХХ

»нструменты исследований

Ћинейные размеры и допускиХХ
”гловые размеры и допуски Х
Ќормальное (гауссово) распределение Х
ѕосто€нное распределение Х
Ћ€мбда-распределение Х
 инематические соединени€ в сборке Х
 онтактные услови€ между детал€ми Х
¬изуализации движени€ деталей в сборке Х
ќтчЄт в форматах Excel, XML или HTMLХХ
ќтчЄт в форматах HTML и CSV Х
SW CAE

–ис. 21. –езультаты расчЄта в CETOL

Ќаиболее востребованные инструменты: Simulation, Flow Simulation, Motion, TolAnalyst русифицированы как по интерфейсу, так и по справочной системе. ѕолна€ техническа€ поддержка осуществл€етс€ специалистами SOLIDWORKS Russia.

ƒл€ модулей SOLIDWORKS Simulation и Flow Simulation представлено большое количество учебных пособий, верификационных примеров, в том числе по критери€м NAFEMS и другим нормативам, имеютс€ встроенные теоретические руководства.

»нструменты инженерного анализа непрерывно развиваютс€ как при переходе к новым верси€м, так и иногда Ц к их обновлени€м. ќписанный функционал имеет место быть в версии 2016 года.


„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.