ПЗ к ВКР (1227508), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

– использование динамических и инерционных нагрузок полученных в SolidWorks Motion;

– использование давлений и температур из SolidWorks Flow Simulation с возможностью их визуализации (для твердотельных и оболочечных КЭ-моделей);

– автоматическое уравновешивание динамических нагрузок;

– температуры, постоянные в пределах каждого тела или оболочки, для проведения термоупругого анализа.

Виртуальные соединители:

– болты с предварительным натягом (в т.ч. фундаментные);

– штифты с конечной или бесконечной жёсткостью на растяжение и кручение;

– пружины с предварительным натягом/поджатием, соединяющие вершины или грани;

– подшипники радиальные с назначенной жёсткостью;

– жёсткая связь граней;

– жёсткий стержень;

– точечные сварные соединители.

Вычислительные процедуры и решатели:

– прямой решатель для разреженных матриц с эффективным использованием памяти компьютера;

– прямой решатель для сеток КЭ сверхбольшой размерности с использованием дисковой памяти;

– итерационный компактный решатель.

Результаты:

– перемещения, деформации, напряжения в произвольной ортогональной или цилиндрической системах координат;

– силы и моменты реакции во всех закреплениях в произвольной системе координат;

– контактные напряжения и контактные силы (в т.ч. трения);

– усилия в виртуальных болтах, штифтах, подшипниках, пружинах и сварных точках;

– коэффициент запаса прочности по различным критериям прочности для твёрдых тел, оболочек, балок и соединителей в виде болтов и штифтов;

– изолинии и изоповерхности, эпюры в сечении, значения в точке, интегральные величины на геометрических объектах SolidWorks, эпюры функции вдоль кромок;

– различные результаты в местах расположения датчиков SolidWorks;

– сравнение результатов расчёта в различных конфигурациях;

– формирование настраиваемых отчётов в формате MS Word;

– диаграмма оптимизации с рекомендацией по снятию «лишнего» материала;

– списки значений перемещений, напряжений и деформаций в узлах или элементах сетки конечных элементов;

– упрощенная оценка вероятности усталостного разрушения;

– возможность сохранения всех диаграмм с результатами во внешних файлах форматов eDrawings, JPEG, BMP, PNG, VRML.

1.1.2 SolidWorks Flow Simulation

SolidWorks Flow Simulation – газодинамика, гидродинамика и тепловые расчеты.

Семейство модулей SolidWorks Flow Simulation предназначено для проведения газодинамического и гидродинамического анализа в среде SolidWorks. В состав семейства входит базовый пакет Flow Simulation и дополнительные прикладные модули Electronics Cooling Module и HVAC (Heat Ventilating Air Conditioning) Module.

Flow Simulation не делает различия между твердотельными моделями, созданными в SolidWorks, или импортированными в него. Обеспечивается поддержка 64-разрядных операционных систем с использованием всей доступной оперативной памяти. Также реализована многопроцессорность при генерации расчетной сетки и работе решателя.

Основные функции базового модуля приведены ниже.

Подготовка модели:

– поддержка произвольных систем единиц измерения;

– пополняемые инженерные базы данных по физическим свойствам веществ, объектов и параметрам солнечного излучения в зависимости от географического местоположения.

Начальные и граничные условия:

– входные параметры – скорость, число Маха, давление (статическое, полное, окружающей среды), массовый и объемный расходы;

– температура, концентрация компонентов, параметры турбулентности;

– расходно-напорные характеристики виртуальных вентиляторов;

– различные типы стенок, включая шероховатые и подвижные. Коэффициент теплоотдачи и параметры условной среды на стенках, не граничащих с реальной текучей средой;

– источники тепла (объемные и поверхностные), виртуальные тепловентиляторы;

– возможность задания функции распределения граничных условий, параметров от времени и координат;

– симметрия относительно базовых плоскостей и периодическая симметрия.

Расчетная сетка и управление вычислительной процедурой:

– генерация расчетной сетки непосредственно по модели SolidWorks;

– автоматическое создание расчетной области и генерация сетки в твердых телах и в текучей среде;

– автоматическая адаптация сетки в зависимости от геометрических характеристик модели и поля решения;

– возможность запуска в расчет нескольких проектов в пакетном режиме с управлением числом задействованных процессоров;

– задание целей моделирования (интересующих параметров на поверхностях или в объемах) и их мониторинг в ходе расчета;

– возможность предварительного просмотра параметров течения и теплообмена в заданных сечениях без остановки расчета;

– критерии автоматической остановки расчета.

Возможности моделирования и физические модели:

– стационарные и нестационарные течения;

– сжимаемые и несжимаемые (жидкости или газы) течения, включая до-, транс- и сверхзвуковые режимы;

– идеальные и реальные газы;

– ньютоновские и неньютоновские жидкости;

– однокомпонентные и многокомпонентные течения без химического взаимодействия и разделения фаз;

– совместный расчет течения жидкости или газа и теплопередачи внутри твердых тел и текучей среды без наличия границы раздела газ-жидкость;

– ламинарные и турбулентные, учет ламинарного/турбулентного перехода;

– «Замораживание» течения для разделения «быстрых» и «медленных» процессов;

– течения в пористых средах с учетом теплопроводности среды и теплоотдачи в нее;

– учет шероховатости и подвижности стенок;

– внешнее и/или внутреннее течение;

– множественные непересекающиеся вращающиеся подобласти;

– конвективный теплообмен, свободная, вынужденная или смешанная конвекция;

– радиационный теплообмен с управлением прозрачностью стенок и разделением свойств стенок для теплообмена излучением и солнечной радиации;

– расчет траекторий и температур твердых частиц или капель в потоке;

– оценка эрозионного износа или налипания твердых частиц на стенках модели;

– расчет низкотемпературной конденсации водяного пара;

– возможность расчета двумерной (2D) задачи;

– термоэлектрические охладители (элементы Пельтье) ;

– контактные тепловые сопротивления;

– использование данных из модели CircuitWorks в проекте Flow Simulation (тепловые мощности, свойства материалов, тип электропроводности, структура и свойства печатных плат).

Результаты:

– отображение функции на любой плоскости или поверхности в виде цветовых эпюр, векторов и изолиний, вывод результатов с помощью изоповерхностей и равноудаленных линий тока;

– интегральные характеристики на произвольной грани или совокупности граней;

– создание и анимация трехмерных линий тока с различными представлениями;

– распределение любой характеристики вдоль любой кривой и передача результатов в MS Excel;

– отображение результатов в точках, определяемых пользователем;

– вывод основных расчетных и интегральных величин в MS Excel;

– экспорт плоских и поверхностных диаграмм в eDrawings;

– анимация результатов нестационарных расчетов;

– автоматизированное создание отчета в MS Word;

– передача давления на стенках, сдвиговых усилий, коэффициентов теплоотдачи и температур в SolidWorks Simulation для выполнения термоупругих и тепловых исследований.

Electronics Cooling Module, дополнительный модуль в семействе Flow Simulation – позволяет создать специализированные расчетные модели электронных компонентов:

– многослойные печатные платы (с расчетом эффективных характеристик теплопроводности);

– тепловые трубки;

– двухрезисторные компоненты;

– джоулев нагрев проводников постоянным электрическим током;

– контактные электрические сопротивления.

Для Flow Simulation существует дополнительный модуль HVAC Module, предоставляющий возможность углубленного анализа воздействия окружающей среды в помещении на людей и оборудование, в том числе с применением расширенной модели теплообмена излучением для учета объемного поглощения. Результаты анализа позволяют количественно и качественно оценить параметры комфортности окружающей среды.

1.2 Обоснование выбора SolidWorks

При внедрении и выборе САПР безусловно важен функционал системы, который должен быть достаточным для решения конкретных производственных задач предприятия, но не менее важным является и критерий времени внедрения, адаптации персонала к новым современным методам компьютерного проектирования. А здесь у SolidWorks нет равных по быстроте освоения, благодаря интуитивно понятному интерфейсу [4].

Технические особенности САПР SolidWorks рассмотренные в данной работе, демонстрируют, насколько мощным инструментом проектирования является SolidWorks. Приведенные характеристики системы свидетельствуют о том, что она превосходит аналогичные системы от сторонних производителей по ряду параметров, среди которых можно выделить совместимость с различными программными пакетами САПР сторонних производителей, что позволяет легко внедрить систему в производство и использовать готовые работы, а также, ускорит освоение пользователями новой системы.

Возможности программного комплекса САПР SolidWorks предоставляют практически неограниченные возможности для разработки и превращения в жизнь новых технологических идей, и все это в удобном и простом в освоении интерфейсе.

2 Предварительная задача с расчетом прямой трубы

2.1 Построение трубы

Данная задача включает в себя построение прямой трубы и выполнение над ней расчетов, таких как напряжение в стенке, деформация стенки и перемещение при деформации.

Для начала следует построить трубу с которой будет производиться расчет. Для этого следует построить эскиз будущей трубы. Следует воспользоваться элементом «Окружность» для построения, чтобы установить нужный радиус трубы (рисунок 1). Радиус в задачи равен 100 мм.

Рисунок 1 – Элемент «окружность»

После построения окружности нужно воспользоваться элементом «Линия», чтобы начертить длину трубы (рисунок 2). Длина трубы в задаче составляет 1000 мм.

Рисунок 2 – Элемент «линия»

После того как эскиз трубы готов следует применить элемент «Бобышка/основание по траектории» для построения очертания трубы (рисунок 3).

Рисунок 3 – Результат выполнения элемента «Бобышка/основание по траектории»

Далее после построения основы трубы следует приступить к построению креплению трубы к поверхности. Для этого следует воспользоваться элементом «Окружность» и начертить окружность большего диаметра, чем диаметр исходной трубы (рисунок 4).

Рисунок 4 – Выполнение элемента «окружность»

для построения эскиза крепления

После построения эскиза крепления трубы следует использовать элемент «Бобышка/основание по траектории» и получаем основание крепления (рисунок 5).

Рисунок 5 – Результат выполнения операции

«Бобышка/основание по траектории» для крепления трубы

Далее следует вырезать оболочку трубы. Для этого используем элемент «Оболочка» и выбираем толщину стенки трубы (рисунок 6).

Характеристики

Список файлов ВКР