Pro/ENGINEER
Pro/MESH и Pro/FEM-POST
Краткий обзор FEM
Используйте
Finite Element Modeling (FEM) для создания математической модели, которая представляет механическую деталь или сборку, разработанную в Pro/ENGINEER.
Создания сетки конечных элементов
Pro/MESH строит модель, разбитую на конечные элементы, непосредственно по модели, созданной в Pro/ENGINEER. Свойства модели, являющиеся ненужными для данного анализа, могут быть временно удалены (подавлены). Параметрические нагрузки и граничные условия задаются и непосредственно применяются к геометрии модели.
Parametric Simplified Modeler
Pro/MESH снабжает возможностями создания упрощенных моделей концептуального проектирование и средствами проверки проекта.
Параметрическое Упрощенное Моделирование - методика использования ряда элементов и методов, чтобы представить упрощенную версию геометрии сборки или детали.
Сохранение модели
После создания сетки разбиения модели, система вводит её в программу
Finite Element Analysis (FEA). FEA создает математическую модель детали или сборки, её граничные условия и нагрузки. Затем анализирует структурную целостность детали или сборки, основываясь на этом моделировании.Pro/FEM-POST обеспечивает полный набор возможностей постпроцессора для анализа результатов, полученных методом конечных элементов (МКЭ), и предоставляет пользователям возможность отображать результаты анализа в среде Pro/ENGINEER. Pro/FEM-POST упрощает процесс сквозного проектирования/анализа в интегрированной среде, объединяющей полную ассоциативность Pro/ENGINEER с возможностями современного постпроцессора, для анализа результатов, полученных методом конечных элементов.
Основные шаги Finite Element Analysi
s
Упрощение геометрии детали.
Добавление систем координат для определения векторных компонентов нагрузки и реакции точек приложения.
Добавление опорных точек приложения нагрузки, сетки разбиения, элемента массы и т.п.
Определение материалов.
Добавление базисных кривых или косметических кривых, которые будут использоваться позже для определения регионов.
Назначение свойств материала для модели.
Создание регионов на модели, которые делят поверхность модели, чтобы разбить нагрузку на составные части и определение взаимосвязей этих регионов.
Если потребуется, создайте элементы балок, чтобы представить распорки, основание или другие подобные особенности.
Если применимо, прибавьте массовые элементы.
Для обеспечения контактов с поверхностями, определите тип контакта и его свойства.
Определение толщины для поверхностных особенностей.
Если Вы используете сетку разбиения оболочки (shell mesh) для моделирования, определите, как соединяются поверхности модели.
Приложите нагрузки и реакции связей модели.
Проверка сетки разбиения.
Описание Pro/MESH
Pro/MESH обеспечивает построение конечной модели элемента прямо из детали или сборки Pro/ENGINEER. Ваша модель укомплектована нагрузками и реакциями связей и может быть представлена в ряде файловых форматов для анализа. Вы можете также записать данные сетки конечных элементов модели в файл и сохранить его в базе данных Pro/ENGINEER для использования в дальнейшем.
Модель принимает вводимые пользователем параметрические нагрузки и реакции связи и поддерживает полностью автоматическую генерацию сетки конечных элементов. Нагрузки и реакции связей применяются прямо к геометрии модели Pro/ENGINEER, которая дает возможность производить любые изменения твердой модели. Поскольку сетка конечных элементов модели создаётся автоматически, то приспособить её к изменяющейся геометрии модели можно очень быстро и эффективно.
Pro/ENGINEER поддерживает генерацию следующих типов сетки конечных элементов:
Shell Mesh (треугольная или четырёхугольная)
Solid Mesh
Mixed Mesh
Геометрия модели, для которой нужно создать сетку, определяет тип ячейки, которую Вы выберите. Shell Mesh должна использоваться всякий раз, когда основная геометрия "тонкостенная", например - корпус компьютера, тонкостенная отливка и т.п. Если для анализа напряжения/деформации не требуется толщина элемента , hell mesh создает меньшее количество элементов для тонких конфигураций, чем твердотельная сетка и требует меньшего количества времени, чтобы генерировать сетку.
Создание сетки конечных элементов для оболочки
Используйте
shell mesh для создания треугольных или четырехугольных элементов оболочки на поверхностях Вашей детали. Система определяет поверхности оболочки для сетки конечных элементов с помощью одного из следующих способов: Pair Meshing- Используйте этот метод, чтобы соединить выбранные поверхности детали так, чтобы материал находился между выбранными поверхностями. Система затем сжимает эти поверхности вместе, чтобы сформировать единую поверхность, которая имеет толщину как свойство и система потом создает сетку конечных элементов на этой сжатой поверхности.
Boundary Meshing- Используйте этот метод, чтобы создать сетку на гранях модели.
Quilt Meshing- Используйте этот метод, чтобы создать сетку на поверхностных особенностях (только в режиме Part).
Следующий рисунок показывает различные пути создания сетки твердотельной детали.
Следующий рисунок показывает сетку конечных элементов поверхности оболочки.
Создание сетки конечных элементов для твёрдого тела
Pro/ENGINEER может создать сетку конечных элементов для твёрдотельной детали, используя четырехгранные твердотельные элементы.
Смешанный способ создания сетки конечных элементов
При создании сетки конечных элементов для оболочки и твёрдого тела, Вы можете создавать смешанную сетку, которая является комбинацией оболочки и твердотельных (четырехгранных) элементов. Используйте смешанный способ создания сетки, чтобы создать элементы оболочки для всех тонкостенных поверхностей,
и четырехгранных элементов для остальных элементов модели. Где поверхности не соединяются, система создаёт твердотельные элементы.Это вынуждает вершины смежной оболочки и четырехгранных элементов совпадать, обеспечивая аналитическую непрерывность.
Краткое описание Pro/FEM-POST
Pro/FEM-POST снабжает FEA возможностью последующей обработки FEM деталей и сборок, используя Pro/MESH.
Возможности Последующей обработки Pro/FEM-POST
Pro/FEM-POST выделяет следующие результаты анализа:
Stress: Von Mises Equivalent, Principal и Component.
Strain: Strain Energy, Principal и Component.
Thermal Strain: Strain Energy, Principal и Component.
Displacement: Translational и Rotational.
Thermal: Temperature, Heat Flux, Heat Gradient.
Modal
Reaction Forces.
Error Estimation.
Когда structural, thermal или modal анализ Вашей модели завершен, Pro/FEM-POST вызывает дополнительные параметры, чтобы управлять отображением результатов анализа.
Используя параметры отображения Pro/FEM-POST, Вы можете:
Определять цвет и способ закраски модели. Pro/FEM-POST может представлять результат анализа на модели, используя одни из этих методов закраски: smooth shading, stepped shading, above-value shading и wireframe (закрашивание отсутствует).
Представлять результат анализа на модели, используя определяемые пользователем isolines или isosurfaces.
Сравнивать модель в ее неискаженном состоянии с ее искаженным состоянием посредством наложения.
Использовать анимацию, чтобы выделить результаты анализа.
Отображать всю модель или только выбранные поверхности.
Выделять внешнюю или внутреннюю область модели.
Отображать схему элементов сетки на модели.
Отображать на модели применённые нагрузки и реакции связи.
Сделать сечение модели, чтобы не показывать её полностью. Модель может быть рассечена по определяемой пользователем плоскости или на точно установленном пользователем уровне.
Переориентировать и вращать отображаемую модель.
При использовании thermo-инструмента визуализировать анализ.
Следующий рисунок показывает модель, которая подверглась конечному анализу элемента, результаты которого отображены с использованием Pro/FEM-POST.
Когда структурный или термический анализ Вашей модели завершен, Pro/FEM-POST может выводить следующую статистику относительно результатов анализа:
Применять другие реакции связи или режимы.
Записывать данные анализа: Von Mises stress, heat flux, strain energy и т.п.
Вести статистику для верхней стороны, нижней стороны, средине или для верхней и нижней сторон элементов оболочки.
Максимальную величину функции на модели.
Минимальное значение функции на модели.
Среднее значение функции на модели.
Дисперсию функции на модели.
Локализацию максимума функции на модели.
Локализацию минимума функции на модели.
Pro/FEM-POST может генерировать эту статистику для всей детали, набора выбранных поверхностей, граней, вершин, точек или индивидуальных геометрических объектов.
После того, как анализ сгенерирован, Вы можете выводить статистику анализа следующим образом:
На экране. Статистика Анализа показывается в списке информационного окна.
В виде текстового файла ASCII.
Обоими способами одновременно (и на экране и текстовым файлом).
Когда Вы оцениваете результат конечного анализа элемента модели, часто бывает полезно генерировать файла печати модели. Pro/FEM-POST дает возможность Вам выводить любую отображаемую модель в файл печати (plot file).
Pro/FEM-POST создаёт основные параметры, основанные на результатах конечного анализа элемента модели. После их определения, Вы можете использовать эти параметры в соотношениях, чтобы управлять геометрией модели согласно проекта в Pro/ENGINEER.
Вы можете определять следующие параметры для любой комбинации результатов анализа, реакций связей или выбранной геометрии модели:
Maximum
Minimum
Average
Variance
Location of maximum
Location of minimum
Value at Specified Location
Используйте эти основанные на анализе параметры, чтобы оптимизировать продолжительность цикла проектирования.