Megoldás azoknak, akiknek a CAD rendszerbe integrált végeselemes modul kevés!

Mérnöki oldalról szükség van arra, hogy a lehető legjobban ismerjük és irányítsuk a fejlesztett alkatrészek viselkedését, kordában tartsuk a termék tömegét és az előállításának költségét. A felelősség egyre nagyobb a tervező és fejlesztő mérnökökön, hogy elkerüljék a termékvisszahívásokat, lerövidítsék a sorozatgyártásba kerülés idejét, miközben a fejlesztés költségeit is alacsonyan kell tartaniuk. Ennek érdekében az összes funkció teljesítéséről egyre több információra van szükség a fejlesztés egyre korábbi szakaszában.

Az autóiparban az összes beépülő alkatrész viselkedését ellenőrizni kell

Végeselemes analízis a fejlesztési folyamatban

A teherviselő funkciók biztosítására - a koncepciós fázistól a végleges tervek elkészítéséig – léteznek CAD rendszerekbe integrált végeselemes szimulációs eszközök. Az ilyen integrált megoldások számos előnyük ellenére jelentős korlátokkal rendelkeznek, mert kompromisszumra kényszerülnek a CAD felhasználói környezet és a leszűkített analízis eszköztár miatt. A másik oldalon létezik analízis specialistáknak és szimulációs mérnököknek szánt önálló végeselemes rendszer is, – ilyen például a SIMULIA ABAQUS is – ami tartalmazza a teljes analízis eszköztárat, és akár a numerikus megoldó forráskódjába is be lehet avatkozni, valamint olyan speciális területeken is megbízható eredményeket szolgáltatnak, mint például törésmechanikai vagy nagysebességű, dinamikai jelenségek vizsgálata.

”… a piacképes termékek fejlesztéséhez magas szintű végeselemes eszközökre nemcsak a szimulációs mérnököknek van szüksége, hanem már a tervezőmérnököknek is.”

A végeselemes analízis alkalmazásának terjedését hazánkban az is támogatja, hogy a felsőoktatásban már évek óta a mérnökök kötelező tananyagának részét képezi a módszer alapjainak és felhasználásának oktatása. A módszer elismertségének és az oktatás hatékonyságának köszönhetően felmerült az igény, hogy a piacképes termékek fejlesztéséhez az integrált végeselemes modulok tudásán túlmutató eszközökre nemcsak a szimulációs mérnököknek van szüksége, hanem már a tervezőmérnököknek is.

SIMULIA Structural Analysis

A Dassault Systemes a SIMULIA Structural Analysis szoftverrel a tervező- és fejlesztőmérnökök kezébe haladó szimulációs eszközöket ad modern, jól szervezett felhasználói környezetben. A szoftver numerikus megoldója ABAQUS technológiára épül, ezért megbízható eredményeket szolgáltat mind az anyagi és geometriai nemlinearitások, mind a kontakt feladatok kezelésében is.

A SIMULIA Structural Analysis a végeselemes modellek előkészítése (preprocesszálás) során többféle végeselemes hálózási lehetőséget kínál. Létrehozhatunk automatikusan gerenda elemeket, felület- és testhálót, ugyanakkor lehetőségünk van arra is, hogy hozzáférjünk haladó hálózási technikákhoz, többek között manuálisan is létrehozhatjuk az egyes végeselemeket, vagy feldarabolhatjuk a négyszög (quad) és egyesíthetjük a háromszög (tet) elemeket. Az elérhető eszközök közül, a 3D-s testmodellek esetén a legnagyobb számítási pontosságot a leghatékonyabban hexaéder elemekkel érhetjük el, amihez automatikus és manuális eljárásokat is felkínál a szoftver.

Az analízist végzők számára nagyon hasznos funkció, hogy az automatikus hálózó képes felismerni az alaksajátosságokat még importált geometriák esetén is, és ezt felhasználva méretük szerint különböző hálózási szabályokat lehet definiálni furatokra, lekerekítésekre és ezek környezetére.

Automatikus építőelem-felismerés (zölddel a furatok, kékkel a lekerekítések láthatóak)

ABAQUS technológia a legszükségesebb funkciókkal

A SIMULIA Structural Analysis szoftvercsomaggal nem csak statikus szerkezeti analíziseket lehet végezni, hanem frekvencia számítást, kihajtást és tranziens dinamikai vizsgálatokat is. Lehetőség van komplex hőtani analízisek készítésére, beleértve a hővezetés, hőátadás és a hősugárzás jelenségeinek vizsgálatát is.

A szoftverben elérhető az ABAQUS-ban ismert multi-step eljárás, amivel egy analízis modellben lehet kezelni egymásra épülő szimulációkat. Jó példa erre, amikor a gyártás során képlékenyen alakított alkatrész maradó feszültségeit figyelembe véve szeretnénk további vizsgálatokat végezni. Hasonló eset, amikor a sajátfrekvencia analízist követi egy gerjesztésre adott válasz vizsgálata vagy egy bonyolult hőtani vizsgálatban a hőfeszültségek hatására vagyunk kíváncsiak.

A kapcsolódó alkatrészek érintkezésének vizsgálatához kontakt analízisre van szükség. A szoftver tartalmazza az ABAQUS-ban néhány éve megjelent és azóta továbbfejlesztett general contact algoritmust, ami automatikusan detektálja a szimuláció során érintkezésben lévő felületpárokat. A general contact egyszerűen definiálható, mindössze az vizsgálandó alkatrészeket kell hozzárendelni, mégis hatékonyan kezeli az érintkezési feladatokat, miközben az előkészítés jelentősen felgyorsul. Ezen kívül a kontaktban részt vevő felületeket manuálisan is meg lehet határozni és az érintkezés tulajdonságát is számos módon lehet befolyásolni.

A szimuláció futási idejének kordában tartására többféle módszer is létezik. Az egyik módszer, ha a megoldó futtatását a hardver processzorai között megosztjuk, a feladatokat párhuzamosítjuk. A SIMULIA Structural Analysis szoftvercsomag 8 CPU magon tesz lehetővé szimulációs futtatást felár nélkül.

További előny, hogy interfészein keresztül nemcsak a CATIA és a SolidWorks formátumait képes beolvasni, hanem kezeli a legtöbb CAD rendszer kimenetét is (NX, Pro/E, Creo, Inventor, SolidEdge).

Ezzel a szoftverrel nemcsak a hétköznapi, egyszerű számítások végezhetőek el, hanem ezeken túlmutató, de a versenyképes termék fejlesztéséhez elengedhetetlen végeselemes analízis technikákat is tartalmazza, a haladó mérnökök igényeire szabva.

A fejlődés jegyében egyre több cég igényli a fejlesztések támogatására a magas szintű szimulációt. Cégünk, a CAD-Terv Simulation Kft. a szoftvertanácsadáson kívül oktatással és emelt szintű support-tal is támogatja partnereit, így segítségünkkel gyorsan és hatékonyan ki tudják használni a szoftverek nyújtotta lehetőségeket.

További információ:
www.cadterv.hu
[email protected]

(x)