Содержание
- 2. Наряду с расчетом конструкций компьютерное моделирование и симуляция могут использоваться и для оптимизации проектов. Оптимизацию можно
- 3. Метод конечных элементов (МКЭ, Finite Elements Method, FEM) наиболее распространенный численный метод решения задач прикладной механики,
- 4. Схема перехода от твердотельной модели к расчетной сетке Современные системы автоматизации инженерных расчетов, как правило, применяются
- 5. Расчетные системы позволяют «заглянуть» внутрь детали, что практически невозможно при натурных прочностных испытаниях, получить исчерпывающую картину
- 6. Анализ напряженно-деформированного состояния детали в системе ANSYS Моделирование аварийного удара автомобиля
- 7. Моделирование кинематики Пространственные механизмы являются важной составляющей современной техники и производственных технологий, например шасси самолетов и
- 8. Моделирование прямой задачи кинематики в CATIA Решение обратной задачи кинематики в КОМПАС 3D
- 9. Еще одной важной задачей, решаемой в кинематических расчетных системах, является определение работоспособности механизмов: отсутствие заклиниваний; предупреждение
- 10. Аэрогидродинамические расчеты Вычислительная гидрогазодинамика (CFD, Computational Fluid Dynamics) широко при-меняется как в традиционных для нее отраслях:
- 11. Расчет течения в вихревом насосе Расчетная сетка для моделирования обтекания антикрыла гоночного автомобиля
- 12. В ряде случаев даже наличие геометрической симметрии в модели не позволяет рассматривать половину модели ввиду несимметричности
- 13. Другим примером использования CFD для создания бытовых продуктов можно назвать моделирование течений в водопроводных и канализационных
- 15. Скачать презентацию
Слайд 2 Наряду с расчетом конструкций компьютерное моделирование и симуляция могут использоваться и для
Наряду с расчетом конструкций компьютерное моделирование и симуляция могут использоваться и для
![Наряду с расчетом конструкций компьютерное моделирование и симуляция могут использоваться и для](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/944528/slide-1.jpg)
Таким образом, численное моделирование задач прочности существенно экономит время, ресурсы, позволяет сократить объемы натурных испытаний, а также более тщательно оптимизировать конструкции.
Слайд 3 Метод конечных элементов (МКЭ, Finite Elements Method, FEM) наиболее распространенный численный метод
Метод конечных элементов (МКЭ, Finite Elements Method, FEM) наиболее распространенный численный метод
![Метод конечных элементов (МКЭ, Finite Elements Method, FEM) наиболее распространенный численный метод](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/944528/slide-2.jpg)
Метод конечных элементов
Слайд 4Схема перехода от твердотельной модели к расчетной сетке
Современные системы автоматизации инженерных расчетов,
Схема перехода от твердотельной модели к расчетной сетке
Современные системы автоматизации инженерных расчетов,
![Схема перехода от твердотельной модели к расчетной сетке Современные системы автоматизации инженерных](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/944528/slide-3.jpg)
Существенным достоинством расчетных систем перед проверочными натурными испытаниями является возможность определения элементов не только с недостаточной прочностью, но и с избыточной. Это позволяет оптимизировать геометрию деталей с целью снижения их массы, что особенно критично, например, в авиакосмической отрасли, двигателестроении.
Слайд 5 Расчетные системы позволяют «заглянуть» внутрь детали, что практически невозможно при натурных прочностных
Расчетные системы позволяют «заглянуть» внутрь детали, что практически невозможно при натурных прочностных
![Расчетные системы позволяют «заглянуть» внутрь детали, что практически невозможно при натурных прочностных](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/944528/slide-4.jpg)
Современные расчетные системы обеспечивают:
комплексный анализ характеристик конструкций, включая расчет напряженно-деформированного состояния, собственных частот и форм колебаний;
анализ устойчивости;
решение задач теплопередачи;
исследование установившихся и неустановившихся процессов;
исследование акустических явлений;
исследование нелинейных статических процессов;
исследование нелинейных динамических переходных процессов;
расчет критических частот и вибраций роторных машин;
анализ частотных характеристик при воздействии случайных нагрузок.
Предусмотрена возможность моделирования практически всех типов материалов, включая композитные и эластичные.
Слайд 6Анализ напряженно-деформированного состояния детали в системе ANSYS
Моделирование аварийного удара автомобиля
Анализ напряженно-деформированного состояния детали в системе ANSYS
Моделирование аварийного удара автомобиля
![Анализ напряженно-деформированного состояния детали в системе ANSYS Моделирование аварийного удара автомобиля](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/944528/slide-5.jpg)
Слайд 7Моделирование кинематики
Пространственные механизмы являются важной составляющей современной техники и производственных технологий, например
Моделирование кинематики
Пространственные механизмы являются важной составляющей современной техники и производственных технологий, например
![Моделирование кинематики Пространственные механизмы являются важной составляющей современной техники и производственных технологий,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/944528/slide-6.jpg)
Так как конструирование сложных механизмов осуществляется с использованием MCAD-систем, то логичным стало использование полученных геометрических моделей для моделирования и анализа их движения. Проектирование кинематики отличается высокой геометрической сложностью и в существенной степени определяет качество конечного продукта, стоимость его изготовления и эксплуатации.
В 70-80-е годы, в период активного развития рабочих станций и их применения для проектирования изделий машиностроения, появились первые системы для динамического и кинематического анализа пространственных механизмов, такие как ADAMS, ANSYS Mechanical, COSMOS Motion и др. К настоящему времени эти системы получили признание специалистов и вошли в повседневную практику работы сотен тысяч инженеров.
Инженерные системы моделирования кинематики обеспечивают возможность решения как прямых, так и обратных задач. Прямая задача заключается в том, чтобы по известным усилиям и другим характеристикам приводов (пневмо- и гидроцилиндров, электродвигателей и т. п.) определить скорости и траектории движения всех элементов, составляющих механизм. При решении обратной (часто употребляется термин инверсная) задачи - напротив: по известной или заданной траектории и скорости перемещения одного из звеньев (как правило, конечного) требуется определить траектории остальных звеньев, силы, действующие на них, и, соответственно, требуемые силовые и скоростные характеристики приводов.
Слайд 8Моделирование прямой задачи кинематики в CATIA
Решение обратной задачи кинематики в КОМПАС 3D
Моделирование прямой задачи кинематики в CATIA
Решение обратной задачи кинематики в КОМПАС 3D
![Моделирование прямой задачи кинематики в CATIA Решение обратной задачи кинематики в КОМПАС 3D](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/944528/slide-7.jpg)
Слайд 9 Еще одной важной задачей, решаемой в кинематических расчетных системах, является определение работоспособности
Еще одной важной задачей, решаемой в кинематических расчетных системах, является определение работоспособности
![Еще одной важной задачей, решаемой в кинематических расчетных системах, является определение работоспособности](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/944528/slide-8.jpg)
отсутствие заклиниваний;
предупреждение нежелательных касаний и столкновений элементов механизма;
вписывание механизма в заданные габариты.
И наконец, моделирование кинематики обеспечивает решение задач не только анализа механизмов, но и их синтеза. По заданной траектории и циклограмме работы механизма можно рассчитать форму кулачков, направляющих, требуемые размеры звеньев рычажных механизмов, параметры зубчатых колес и т. п.
Результаты таких вычислений могут быть использованы как эскизы для построения твердотельных моделей деталей с наперед заданной точностью.
Построение геометрии кулачка по заданной траектории в COSMOS Motion
Слайд 10Аэрогидродинамические расчеты
Вычислительная гидрогазодинамика (CFD, Computational Fluid Dynamics) широко при-меняется как в традиционных
Аэрогидродинамические расчеты
Вычислительная гидрогазодинамика (CFD, Computational Fluid Dynamics) широко при-меняется как в традиционных
![Аэрогидродинамические расчеты Вычислительная гидрогазодинамика (CFD, Computational Fluid Dynamics) широко при-меняется как в](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/944528/slide-9.jpg)
Расчеты осуществляются с использованием численных методов и алгоритмов для решения и анализа задач течений жидкостей и газов, как правило, состоящих в решении уравнений Навье-Стокса методами конечных объемов, конечных элементов, конечных разностей и др. Современные программные комплексы для моделирования течений в жидкости и газах позволяют рассчитывать широкий диапазон течений по числу Маха, многофазные и много-компонентные течения, течения в несжимаемых жидкостях.
При рассмотрении актуальных промышленных задач расчетная модель должна обеспечивать точную передачу геометрии без упрощений, характерных для задач расчета напряженно-деформированного состояния.
Слайд 11Расчет течения в вихревом насосе
Расчетная сетка для моделирования обтекания антикрыла гоночного автомобиля
Расчет течения в вихревом насосе
Расчетная сетка для моделирования обтекания антикрыла гоночного автомобиля
![Расчет течения в вихревом насосе Расчетная сетка для моделирования обтекания антикрыла гоночного автомобиля](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/944528/slide-10.jpg)
Слайд 12 В ряде случаев даже наличие геометрической симметрии в модели не позволяет
В ряде случаев даже наличие геометрической симметрии в модели не позволяет
![В ряде случаев даже наличие геометрической симметрии в модели не позволяет рассматривать](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/944528/slide-11.jpg)
Первоначально вычислительная гидроаэродинамика использовалась применительно к задачам проектирования авиационной, космической техники и судостроения. С развитием программных средств и повышением производительности настольных ПК она находит все более широкое применение и в других отраслях. Некоторые, ставшие привычными продукты было бы очень трудно спроектировать без ее использования, например струйные принтеры. Использование CFD при проектировании струйных принтеров оправдано и дает ряд преимуществ для изучения того, как форма, размер и скорость испускаемой капли зависят от таких параметров, как импульс управляющего давления, форма форсунки, коэффициент поверхностного натяжения, и многое другое.
Моделирование образования капли в струйном принтере
Слайд 13 Другим примером использования CFD для создания бытовых продуктов можно назвать моделирование течений
Другим примером использования CFD для создания бытовых продуктов можно назвать моделирование течений
![Другим примером использования CFD для создания бытовых продуктов можно назвать моделирование течений](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/944528/slide-12.jpg)
Вычислительная аэродинамика сегодня широко используется для проектирования систем вентиляции электроаппаратуры и помещений, оценки нагрузок на жилые и промышленные здания, мосты, гидротехнические сооружения и др.
Моделирование течений со свободной поверхностью при сливе воды в унитазе