CAE Fidesys 9.0 Руководство пользователя

Настройки расчета

Как правило, решение инженерных задач с помощью компьютерных программ типа CAE (Computer-Aided Engineering), которые реализуют метод конечных элементов, включает три этапа:

• препроцессинг – построение конечно-элементной модели, определение свойств ее элементов, граничных условий и внешних воздействий (нагрузок);

• расчет реакции модели на внешние воздействия (при этом часто требуются высокопроизводительные многопоточные вычисления);

• постпроцессинг – обработка, визуализация и анализ результатов расчета.

При проектировании машиностроительного изделия решение подобных задач (или выполнение их отдельных этапов) может повторяться многократно. Итерационный процесс конечно-элементного анализа изделия может быть организован либо вручную, либо с помощью специального программного обеспечения, что применяется, например, при решении задач оптимизации.

Ниже описывается общая схема выполнения конечно-элементного анализа с помощью пакета CAE Fidesys. Предполагается, что пользователь уже знаком с интерфейсом пакета и построил конечно-элементую модель рассматриваемого объекта на основе рекомендаций, приведенных в соответствующих разделах Руководства. Анализ запускается с Панели команд и требует предварительно сделать ряд настроек, в первую очередь, указать вид расчета. Для этого выберите Режим - Настройки расчета:

Рис. 1 - Панель команд, режим - настройки расчета

В актуальной версии Fidesys доступны следующие виды расчетов, выполняемых в рамках традиционного анализа прочности (в скобках указаны позиции, отмеченные на изображении Панели команд):

• Статический расчет;

• Динамический временной анализ;

• Определение собственных частот и форм колебаний (модальный анализ);

• Гармонический анализ;

• Расчет на потерю устойчивости;

• Расчет эффективных свойств материала;

• Расчет для Автомеханики;

• Топологическая оптимизация.

Последовательность действий для запуска расчёта следующая.

• На панели команд выберите Режим — Параметры расчёта.

• Выберите необходимый тип анализа: Статический, Динамический, Собственные частоты или Расчёт эффективных свойств.

• Задайте метод численного анализа: Метод конечных элементов (по умолчанию) или Метод спектральных элементов (см раздел Метод спектральных элементов).

• Задайте настройки выбранного типа анализа: тип решателя, систему координат, поля вычислений, тип схемы, временные параметры (для динамического анализа) и т.д.

• Нажмите Применить.

• Нажмите Начать расчёт.

В появившемся окне выберите директорию, в которой будет сохранён результат, и введите название файла.

В случае успешно проведённого расчёта в консоли отобразится сообщение: Calculation finished successfully at "date" "time".

По умолчанию все вычисления производятся в декартовой системе координат. При необходимости после завершения расчёта можно дополнительно произвести пересчёт результатов в цилиндрическую и сферическую системы координат с помощью фильтров в постпроцессоре FidesysViewer.

Размерность решаемой модели: 2D – двумерная (плоская) или 3D - трехмерная. Для двумерного случая реализованы следующие типы плоской задачи:

• плоское напряженное состояние;

• плоское деформированное состояние.

По умолчанию вычисляются поля напряжений, деформаций и перемещений. При необходимости можно дополнительно вычислить главные напряжения, главные деформации и интенсивность напряжений по Мизесу (с помощью фильтров в FidesysViewer).

Доступны следующие типы решателей систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ), возникающих в процессе дискретизации задачи:

• прямой (LU);

• итерационный;

Для динамического нагружения может использоваться одна из двух схем расчета:

• явная;

• неявная.

Модели задач

Для расчёта доступны следующие модели задач:

• упругость;

• пластичность;

• геометрическая нелинейность;

• теплопроводность;

• пьезопроводность.

Чтобы выбрать модель, пользователь включает соответствующие флаги. Выбор нескольких флагов одновременно позволяет задать различные сочетания моделей.

К примеру, выбор флагов Упругость и Пластичность даст модель упругопластичность, а выбор флагов Упругость и Тепловодность даст термоупругость.

Для улучшения сходимости нелинейных задач доступны следующие настройки:

Для нелинейных задач сходимость итераций на каждом шаге по нагружению можно проверить в файле Convergence.txt. Файл выгружается в папку, которая создается рядом с файлом *.pvd, в котором сохраняется расчёт.

Для просмотра и анализа полученных результатов используется встроенная программа FidesysViewer.