WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 20 | 21 ||

- полная ассоциативность между деталями, сборками и чертежами;

- богатый интерфейс импорта/экспорта геометрии;

- экспресс-анализ прочности деталей и кинематики механизмов;

- специальные средства по работе с большими сборками;

- простота в освоении и высокая функциональность;

- гибкость и масштабируемость;

- 100 % соблюдение требований ЕСКД при оформлении чертежей;

- русскоязычный интерфейс и документация.

В базовую конфигурацию SolidWorks входит модуль экспрессанализа прочности деталей конструкции – COSMOSXpress.

COSMOSXpress является «облегченной» версией COSMOSWorks – пакета комплексного инженерного анализа систем. COSMOSXpress позволяет проектировщику определить, где расположены концентраторы напряжений, оценить «перетяжеленные» элементы конструкции, из которых может быть удален избыточный материал с целью снижения массы и, соответственно, стоимости будущего изделия. Пример функционирования модуля COSMOSXpress приведен на рис. 17.2–17.3.

Рис. 17.2 Моделирование цилиндра манипулятора в COSMOSXpress Рис. 17.3 Мастер конечно-элементного анализа в COSMOSXpress COSMOSXpress выполнен в виде программы-помощника, подсказывающей пользователю последовательность действий, необходимых для подготовки расчетной модели и проведения анализа.

Базовые возможности SolidWorks позволяют провести качественный анализ работы механизмов. Наряду со стандартными условиями сопряжения в SolidWorks обеспечиваются и специальные – сопряжения типа «кулачок», «редуктор» (рис. 17.4–17.6). Кроме того, может быть указано минимальное и максимальное расстояние между объектами конструкции.

Рис. 17.4 Иллюстрация симметрии объектов Рис. 17.5 Иллюстрация сопряжения типа «редуктор» Рис. 17.6 Иллюстрация сопряжения типа «кулачок» Сопряжения редуктора вызывают вращение двух компонентов относительно друг друга вокруг выбранной оси.

Допустимые выбираемые элементы для сопряжений редуктора включают цилиндрические и конические грани, оси и линейные кромки. Можно определить сопряжение любых двух компонентов, для которых требуется выполнить вращение друг относительно друга. Не обязательно выполнять сопряжение двух зубчатых колес.

Аналогично другим типам сопряжений сопряжения редуктора не предотвращают интерференцию или конфликты между компонентами. Для предотвращения интерференции используют специальные инструменты определения конфликтов или проверки интерференции компонентов.

Сопряжение толкателя клапана – это тип сопряжения касательности или совпадения. С его помощью можно сопрягать цилиндр, плоскость или указывать ряд таких касательных вытянутых поверхностей, какие могут быть на кулачке. Можно сделать профиль кулачка из линий, дуг и сплайнов, пока они являются касательными и составляют замкнутый контур. На рис. 17.6 показаны три толкателя, которые остаются в контакте с кулачком при его вращении.

В качественном анализе конструкций можно определить конфликты с другими компонентами при перемещении или вращении компонента. Программа может определить конфликты со всей сборкой или с выбранной группой компонентов. Можно найти конфликты или для выбранного компонента, или для всех компонентов, которые перемещаются в результате сопряжений с выбранными компонентами.

Физическая динамика – это параметр в меню «Определение конфликтов», который позволяет увидеть реалистичное движение компонентов сборки (рис. 17.7).

а) б) в) г) Рис. 17.7 Реализация движения конвейера Если физическая динамика включена, во время перетаскивания компонент сообщает некоторое усилие всем смежным компонентам. Следствием этого является перемещение или вращение затрагиваемых компонентов в пределах допустимых степеней свободы. В результате взаимодействия перетаскиваемый компонент начинает вращаться в пределах допустимых степеней свободы или скользить по неподвижному компоненту или по компоненту с частично ограниченным набором степеней свободы, позволяя продолжить перетаскивание.

Физическая динамика распространяется на всю сборку.

Для моделирования простых силовых нагружений базовый блок располагает инструментами физического моделирования, к которым относится линейный двигатель, двигатель вращения, пружина и сила тяжести (гравитация) (рис. 17.8). Физическое моделирование объединяет элементы моделирования с инструментами SolidWorks, например сопряжениями и физической динамикой, для перемещения компонентов по сборке. Результаты физического моделирования можно наблюдать на экране монитора или сохранить в видеоформате.

Рис. 17.8 Инструменты симуляции движения – физической динамики Записанное моделирование будет действующим, пока сборка не будет изменена. Если удалить, погасить, переместить, заменить, зафиксировать, освободить или изменить компонент, включенный в записанное моделирование, оно перестанет быть действующим.

Физическое моделирование использует параметр «Чувствительность» физической динамики, чтобы проверить наличие конфликтов.

При всей кажущейся простоте инструментов они являются достаточно мощным средством анализа конструкций технических систем, т.к. используют реальные сведения о массово-габаритных и физических свойствах элементов конструкции, а также ограничения степеней свободы в сочленениях элементов.

Более детальное моделирование систем проводят с применением модулей инженерного анализа, входящих в программный комплекс COSMOSWorks.

17.2 Комплекс инженерного моделирования COSMOS. COSMOSWorks COSMOSWorks – мощный и простой в использовании программный комплекс для проведения инженерных расчетов, полностью интегрированный в среду SolidWorks (табл. 17.1).

Таблица 17.Модули COSMOSWorks COSMOSWorks Professional COSMOSWorks Advanced Professional Линейная статика, расчет напряжений Нелинейные задачи и деформаций Анализ долговечности Частотный анализ Анализ устойчивости Расчет сборок с учетом контакта Тепловой анализ COSMOSMotion COSMOSFloWorks Кинематический и динамический Вычислительная аэрогидродинамика анализ механизмов Дополнительные возможности Трансляторы в CAE-системы, пополняемая библиотека материалов COSMOSWorks имеет широкий спектр специализированных решателей, позволяющих провести анализ большинства встречающихся задач для деталей и сборок:

- линейный статический анализ;

- определение собственных форм и частот;

- расчет критических сил и форм потери устойчивости;

- тепловой анализ;

- совместный термостатический анализ;

- расчет сборок с использованием контактных элементов;

- нелинейные расчеты;

- оптимизация конструкции;

- расчет электромагнитных задач;

- определение долговечности конструкции;

- расчет течения жидкостей и газов.

Инструменты автоматического анализа Используя проверенную технику генерации конечноэлементной сетки, COSMOSWorks позволяет быстро и качественно проводить анализ конструкций любой сложности, включая сборки, изделия из листового металла и т.д.

Анализ сборок COSMOSWorks обеспечивает автоматическую генерацию сетки с объединением различных компонентов в одну модель, анализ сборок с учетом разъединения и трения, анализ сборок с учетом больших нелинейных деформаций при контакте поверхностей и трении, анализ интерференции компонентов.

Пользователь может использовать библиотеку материалов SolidWorks и собственные материалы COSMOSWorks. Если в сборке указаны физико-механические характеристики, то они автоматически добавляются в расчетную модель. При необходимости можно добавлять свои или редактировать существующие материалы.

В библиотеке COSMOSWorks можно задать материалы с изотропными, анизотропными, гиперупругими, нелинейными упругими свойствами. Для решения задач в пластической зоне имеются соответствующие модели материалов. Пользователь может обратиться к Web-ресурсу MatWeb, содержащему характеристики более 50 тысяч различных материалов.

Нагрузки и граничные условия Нагрузки и граничные условия могут быть приложены в глобальной или локальной системе координат (рис. 17.9). COSMOSWorks поддерживает ортогональную, цилиндрическую и сферическую системы координат. Нагрузки и граничные условия включают:

- принудительные перемещения узлов;

- постоянные и переменные силы и моменты;

- постоянное и переменное давление;

- подшипниковые нагрузки;

- удаленные нагрузки и закрепления;

- абсолютно жесткое соединение компонентов в сборке;

- ускорения и гравитацию;

- тепловые нагрузки;

- температуру;

- тепловые потоки;

- конвекцию;

- радиацию;

- источники тепла, в том числе и объемные;

- граничные условия в местах контакта.

Рис. 17.9 Указание граничных условий и нагрузок Стандартные действия по ограничению степеней свободы объединены в группы, описанные общетехническими терминами. Интеллектуальная система селектирования объектов автоматически предлагает пользователю наиболее рациональное граничное условие. В COSMOSWorks можно определить различные виды нагружения, начиная от стандартных для всех систем силы, моментов, распределенных нагрузок (как постоянных, так и переменных), заканчивая специальными. Ко второй группе можно отнести контактную нагрузку в паре «вал–отверстие»; учет осей, шпилек, болтов без их наличия в расчетной модели. При этом для болтового соединения можно учитывать усилие затяжки, что дает более точный результат.

Результаты и визуализация Для визуализации результатов COSMOSWorks поддерживает трехмерную графику, основанную на OpenGL (рис. 17.10). Постпроцессор позволяет просматривать следующие данные, полученные при расчете конструкции:

- напряжения, относительные и абсолютные деформации, деформированное состояние, энергию деформации, силы реакции;

- собственные формы и частоты колебаний;

- температуру, градиенты температуры, тепловые потоки;

- динамическое отображение сечений и вывод изоповерхностей;

- коэффициент безопасности (его позволяет определять мастер проверки);

- историю оптимизации конструкции;

- графическое отображение изменения параметров при P-методе.

Рис. 17.10 Визуализация собственных частот конструкции COSMOSWorks поддерживает форматы: HTML (для генерации отчетов), avi, vrml, xgl, bitmaps, jpeg.

В COSMOSWorks 2005 появилось еще два новых решателя.

Один из них рассчитывает долговечность, определяет повреждаемость конструкции и т.д. Другой позволяет решить задачу падения объекта на абсолютно жесткую поверхность. При этом пользователю достаточно выбрать высоту и скорость/ускорение падения. В результате расчета определяется напряженно-деформированное состояние конструкции как в момент удара, так и после него.

Данные, определенные в COSMOSWorks, не являются «закрытыми». Конечно-элементную сетку, нагрузки, граничные условия и так далее можно передать в наиболее распространенные САЕ-системы: Nastran (*.dat), ANSYS (*.ans), IDEAS (*.unv) и др.

17.3 COSMOSMotion Модуль COSMOSMotion предназначен для кинематического и динамического расчета системы. Так же, как и COSMOSWorks, полностью интегрированный в SolidWorks, он наилучшим образом подходит для решения проектировочных задач. Пример функционирования модуля COSMOSWorks приведен на рис. 17.11.

Рис. 17.11 Пример кинематического анализа COSMOSMotion работает со сборками SolidWorks. При подключении этого модуля можно в автоматическом режиме распознать компоненты сборки и сопряжения. При этом COSMOSMotion, основываясь на данных анализа, создает звенья и шарниры механизма. Модуль самостоятельно определяет, какие звенья будут неподвижны, а какие имеют степени свободы. Несмотря на такой подход, пользователь в любой момент может добавить любой шарнир или отредактировать существующий (например, добавить трение).

Контакт может определяться следующими способами: перемещением точки по заданной кривой, движением одной кривой по другой, контактом с учетом реальных поверхностей.

Результаты (скорости, ускорения, положения центров масс звеньев и другие характеристики) определяются с помощью графиков или в табличном виде. При этом перемещение по оси абсцисс (оси времени) динамически сопровождается изменением положения механизма.

Данные из COSMOSMotion можно передать в COSMOSWorks для проведения прочностных расчетов.

17.4 COSMOSFloWorks COSMOSFloWorks предназначен для моделирования течений жидкостей и газов при решении различных задач (рис. 17.12). Полностью интегрированный в систему SolidWorks, COSMOSFloWorks позволяет проводить расчеты любой сложности без какой-либо дополнительной передачи данных между системами. Современные технологии позволяют минимизировать время задания исходных данных, проведения расчетов и анализа результатов и делают аэрогидродинамическое моделирование доступным инженерами.

Рис. 17.12 Пример расчетов в среде COSMOSFloWorks Применительно к автомобильной промышленности областями применения COSMOSFloWorks могут быть:

- обтекание автомобилей;

- расчет течения в салоне и подкапотном пространстве;

- проектирование радиаторов;

- течения в клапанах, форсунках и т.д.;

- определение параметров гидро- и пневмосистем.

Результаты расчетов выводятся в окне SolidWorks на любой плоскости или поверхности в виде цветовых эпюр, векторов и изолиний, с помощью изоповерхностей. Имеется возможность создания трехмерных траекторий течений. При необходимости результаты расчетов можно анимировать.

Перечень всех возможностей рассматриваемого программного комплекса далеко выходит за рамки принятого формата данной работы. На сегодняшний день комплекс SolidWorks-COSMOS является единственным интегрированным в один программный интерфейс и полностью русифицированным. Владение подобным инструментом проектного анализа – тот уровень, который обеспечивает современному инженеру-автомобилестроителю реализацию всего спектра его профессиональных обязанностей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Мюррей, Д. SolidWorks / Д. Мюррей – М. : ЛОРИ, 2001. – 458 с.

2. Абашеев, О. Комплексный инженерный анализ с использованием семейства программных продуктов COSMOS / О. Абашеев [Электронный ресурс]. – Режим доступа : www.solidworks.ru 3. Справочная система SolidWorks.

4. Девятов, С. Программы семейства COSMOS – универсальный инструмент конечно-элементного анализа / С. Девятов // Электронный журнал CADmaster. – № 1 [Электронный ресурс]. – Режим доступа : www.cadmaster.ru 5. Девятов, С. Программы семейства COSMOS – универсальный инструмент конечно-элементного анализа (серия вторая) / С. Девятов // Электронный журнал CADmaster. – № 2 [Электронный ресурс]. – Режим доступа :

www.cadmaster.ru 6. Алямовский, А. А. SolidWorks/COSMOSWorks / А. А. Алямовский. – М. : ДМК Пресс, 2004. – 432 с.

Pages:     | 1 |   ...   | 20 | 21 ||






















© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.