62029 (САПР (Cosmos/M)), страница 2

CSTAR: модуль анализа динамики разрушений

Модуль CSTAR выполняет анализ динамики разрушений в реальном времени, используя точные схемы. Далее отмечены некоторые особенности модуля CSTAR.

• Элементы: трехмерный стержень (ферма) (TRUSS3D); трехмерная балка (ВЕАМЗD); толстая и тонкая трехузловая оболочка (SНЕLL3 и SНЕLL3Е); четырехузловая оболочка (SHELL4); объемный упругий элемент (SOLID).

• Двух- и трехмерный нестационарный анализ.

• Физическая и геометрическая нелинейность.

• Автоматическое вычисление шага интегрирования по времени исходя из величины критического шага для предупреждения неустойчивости, возмож­ной вследствие слишком большого шага.

• Простой и эффективный оболочечный элемент (SНЕLL4), требующий мало памяти.

• Граничные условия: смещения; скорости; ускорения.

• Нагрузки: сосредоточенные силы; давление; предписанные смещения; временные кривые для масштабирования нагрузок в различных местах.

• Постпроцессорные возможности:

вывод в листинг перемещений, деформа­ций и напряжений; вывод в листинг экстремальных значений перемещений, деформаций и компонент напряжений; визуализация деформированных форм в заданных точках процесса; анимация деформированных форм; ви­зуализация в многоцветных и векторных полях, а также изолиниях; масшта­бирование под управлением пользователя; построение графиков функций времени для реакций отдельных узлов и элементов.

FSTAR: модуль анализа усталостной прочности

Модуль FSTAR использует результаты расчета напряжений, полученные другими модулями, для выполнения анализа усталостной прочности. Модуль позволяет оценить усталостную долговечность (коэффициент запаса при уста­лостной эксплуатации) механической конструкции при циклическом нагружении. Далее отмечены некоторые важнейшие особенности модуля FSTAR.

• Расширенная библиотека элементов.

• Процедуры анализа:

правило Минера; АSМЕ-нормы для котлов и сосудов давления; упрощенная упругопластическая формулировка, использующая спецификацию АSМЕ.

• Вычисление коэффициента эксплуатационного запаса в заданных положе­ниях.

• Автоматическое вычисление коэффициента эксплуатационного запаса во всех узлах.

• Упрощенный ввод.

Напряжения берутся из результатов линейного, нелинейного и дина­мического анализа, а также могут быть непосредственно введены пользователем. Профили напряжений, основывающихся на результа­тах, полученных из других модулей, могут быть модифицированы пользователем перед выполнением анализа усталостной прочности.

• Параметры явления усталости и соответствующее число циклов.

• Постпроцессорные возможности:

вывод в листинг коэффициентов эксплуа­тационного запаса; визуализация распределения коэффициентов запаса при усталостной эксплуатации в виде многоцветных и векторных полей, а также в виде изолиний; масштабирование под управлением пользователя.

FLOWSTAR: модуль анализа потоков жидкости

Модуль FLOWSTAR позволяет решать двух- и трехмерные стацио­нарные и нестационарные задачи течения жидкости, в которых также могут быть учтены и тепловые эффекты. Модуль использует метод штрафных функций для решения уравнений Навье-Стокса и уравнения энергии для профилей скорости, давления и температуры. Анализируются как внешние потоки вокруг тел произ­вольной формы, так и внутренние течения в клапанах и теплообменниках. Далее отмечены некоторые важнейшие особенности модуля FLOWSTAR.

• Ламинарное течение вязкой несжимаемой жидкости с учетом теплопереноса.

• Двух- и трехмерные ламинарные течения.

• Температурно-зависимые свойства жидкости.

• Стационарные и нестационарные потоки.

• Ньютоновские и неньютоновские жидкости.

• Изотермические и неизотермические потоки.

• Естественная и вынужденная конвекция.

• Наличие источников тепла.

• Граничные условия задаются для следующих величин: скорость; кинетиче­ская энергия; коэффициент диссипации энергии; узловое расстояние от же­сткой стенки; плотность; энергия; нулевая нормальная скорость для гранич­ных элементов; температура; давление; тепловые потоки: конвекция.

• Постпроцессорные возможности:

вывод в листинг и визуализация скоро­стей, давлений, температур, сдвиговых напряжений, функции тока, темпе­ратурных градиентов, турбулентной кинетической энергии и коэффициен­тов диссипации энергии; вывод в листинг экстремальных значений всех вышеперечисленных величин; визуализация в виде многоцветных и век­торных полей, а также в виде изолиний; масштабирование под управлени­ем пользователя.

ESTAR: модуль электромагнитного анализа

Модуль ESTAR позволяет решать задачи электромагнетизма. Далее отмечены некоторые важнейшие особенности модуля ESTAR.

• Типы анализа:

двумерный, осесимметричный и общий трехмерный магнито-статический анализ с источниками тока и постоянными магнитами; двух- и трехмерный электростатический анализ; двумерный и осесимметричный не­стационарный электромагнитный анализ; нелинейный анализ, определяе­мый кривыми намагничивания (В-Н) и/или кривыми размагничивания магни­тов; анализ течения тока в проводниках для вычисления распределения тока и потерь.

• Итерационные методы решения нелинейных задач: обычный метод Ньютона-Рафсона; модифицированный метод Ныотона-Рафсона.

• Граничные условия:

узловые токи; плотность тока на элементе; напряжение и магнитный потенциал; магнитная связь; периодические граничные усло­вия.

• Постпроцессорные возможности:

вывод в листинг и визуализация плотности магнитных потоков, интенсивности магнитного поля, магнитных потенциа­лов, напряжений, плотности электрического поля и плотности электрическо­го тока; вывод в листинг экстремальных значений всех вышеперечисленных величин; визуализация в виде многоцветных и векторных полей, а также в виде изолиний; масштабирование под управлением пользователя, сохране­ние электрической энергии для электростатического анализа; магнитная энергия для магнитостатического анализа; крутящий момент для магнитостатического анализа с использованием принципа виртуальной работы.

• Другие свойства:

электротермическая связь для анализа течения тока и за­дач магнитодинамики; анализ краевых токов; магнитомеханическая связь, когда результирующие магнитные силы могут быть включены в задачи ме­ханического анализа.

MODSTAR, PLOTSTAR и GRAPHSTAR

MODSTAR это ранний вариант препроцессора, работающий в текстовом режиме и использующийся для генерации модели и запуска на выполнение различных расчетных модулей. Для реализации графических возможностей при этом используются модули PLOTSTAR и GRAPHSTAR. Эти модули могут быть выполнены непосредственно из среды GEOSTAR.

OPTSTAR: модуль оптимизации конструкции

Модуль OPTSTAR это конечно-элементная программа численной опти­мизации конструкций. Задача оптимизации базируется на использовании веса конструкции или ее механических характеристик в качестве целевой функции, площади поперечного сечения или толщины как конструкторских переменных и, наконец, веса конструкции или ее механических характеристик как ограниче­ний. Численная программа оптимизации с возможностями анализа чувстви­тельности выполняется в соответствии со следующими положениями.

• Возможные целевые функции:

вес модели; перемещения узлов в заданных направлениях; компоненты напряжений на элементе; относительные пере­мещения между двумя узлами.

• Конструкторские переменные:

площадь поперечного сечения стержня (фермы); ширина и высота балки; толщина плосконапряженной пластины; толщина оболочечного элемента.

• Конструкторские ограничения:

компоненты перемещения в узле; относитель­ные перемещения между двумя узлами; компоненты напряжений на элемен­те; верхний предел для веса модели; пределы на конструкторские переменные.

• Другие возможности:

нагрузки в виде сосредоточенных сил и давлений; случай многовариантности нагружений; встроенный анализ чувствительно­сти; связывание конструкторских переменных; точная аппроксимация огра­ничений.

COSMOS/M интерфейсы

В состав системы включены следующие интерфейсные программы:

COSMOS/M DESIGNER. Автономная интерфейсная программа для системы AutoCAD. Она позволяет вызывать на выполнение вычислительные модули программы COSMOS/M прямо из среды AutoCAD через дополнительное меню. (AutoCAD продукция Autodesk, Inc.)

COSMOS/M ENGINEER. Автономная интерфейсная программа для системы Рго/ENGINEER на рабочих станциях. Модули анализа COSMOS/M могут быть вызваны на выполнение прямо из среды COSMOS/M ENGINEER. (РRО/ ENGINEER продукция Paremetric Technology Corporation)

COSMOS/M трансляторы

В систему COSMOS/M входят следующие программы-трансляторы форматов файлов:

IGES

IGES - транслятор используется для чтения или записи файлов в формате IGES. Этот транслятор может быть вызван на выполнение либо на уровне операцион­ной системы, либо из среды GEOSTAR.

DXF

DXF - транслятор используется для чтения - или записи файлов в формате DXF. Этот транслятор может быть вызван на выполнение либо на уровне операцион­ной системы, либо из среды GEOSTAR.

ANSYS

Двунаправленный интерфейс для передачи данных между системами ANSYS и COSMOS/M.

NASTRAN

Двунаправленный интерфейс для передачи данных между системами NASTRAN и COSMOS/M.

PATRAN

Двунаправленный интерфейс для передачи данных между системами PATRAN и COSMOS/M.

SINDA

Двунаправленный интерфейс для передачи данных между программой анализа теплопроводности SINDA'87 и SINDA'85 и системой COSMOS/M.

NODSTAR/GEOSTAR

Входной командный файл для NODSTAR может быть сгенерирован в среде GEOSTAR с помощью команды MODINPUT. Входной командный файл для GEOSTAR может быть сгенерирован в среде MODSTAR с помощью команды MOD2GEO.

Выполнимые файлы, требующиеся для анализа

В дополнение к GEOSTAR (386GEO.ЕХЕ) и нескольким файлам-утилитам для выполнения анализа различного типа используются следующие выполняемые файлы (все с расширением ЕХЕ). Файл 386RENUM.ЕХЕ исполь­зуется для внутренней перенумерации узлов (скрытой от пользователя) для ускорения процесса решения путем минимизации ширины ленты и профиля матрицы жесткости.

Линейная статика	386RENUM, 386PRE1, 386STAR, 386STRES
Собственные частоты и устойчивость­	386RENUM, 386PRE1, 386STAR, 386STRES, 386DSTAR
Теплопроводность	386RENUM, 386HSTAR
Нелинейный анализ	386RENUM, 386PRE1, 386NSTAR
Динамический анализ­	386RENUM, 386PRE1, 386STAR, 386DSTAR, 386ASTAR
Динамика разруше­ний	386RENUM, 386CSTAR
Усталость	386RENUM, 386PRE1, 386STAR, 386STRES или 386NSTAR
Механика жидкости	386RENUM, 386FLOW
Электромагнетизм	386RENUM, 386ESTAR

1.3. Геометрическое моделирование в GEOSTAR

1.3.1. Геометрические объекты

Набор геометрических объектов в GEOSTAR обеспечивает поль­зователя удобными и мощными средствами для генерации сеток конечных эле­ментов, а также задания нагрузок, граничных и начальных условий. Вы можете определять нагрузки и граничные условия непосредственно на геометрических объектах, а GEOSTAR автоматически свяжет заданные условия с соответст­вующими узлами или элементами. Модули анализа игнорируют геометри­ческую информацию и используют только данные об узлах и элементах. Нагрузки и граничные условия не воспринимаются, если прикладываются к гео­метрическим объектам, не связанным с сеткой конечных элементов. Краткое описание геометрических объектов и доступных при линейном анализе элемен­тов GEOSTAR дано ниже.

Точки