Министерство образования и
науки Российской Федерации
Федеральное государственное
автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Уральский федеральный университет
имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
Институт материаловедения
и металлургии
Кафедра Металлургий.
Программы для учебной деятельности УрФУ
«МЕТОДИКА
РАСЧЕТА МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ ТВЁРДОГО
ТЕЛА В ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСАХ "CAD/CAM/CAE/PLM
– СИСТЕМ".
Домашнее задание на тему:
«Анализ соответствующих программ
подходящие для исследования металловедения
и разрушения материала»
Подпись
Дата
Преподаватель:
Глатковский С.В__________
_______ (Ф.И.О.)
Студент:
Латипов И.Ф___________
_______ (Ф.И.О.)
Группа: МТМ - 230905
Екатеринбург 2014
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………….……
3
- СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ………..5
2. ОСОБЕННОСТИ ПРОГРАММНЫХ
КОМПЛЕКСОВ……………....5
3. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
CAD/ CAE/ CAM/ PLM систем….…7
4 . СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПРОГРАММНЫЕ
КОМПЛЕКСЫ……….…..8
4.1 Программный комплекс Solid
Works simulation…………………….8
4.1.1 Solid Works Simulation Premium. ……………………………….….8
4.1.2 Solid Works Simulation Professional …………….………………….9
4.1.3 Solid Works Flow Simulation……………………………………...…9
4.1.4 SolidWorks
Sustainability…………………………………………….9
4.1.5 SolidWorks
Plastics……………………………………………..…….9
4.1.5.1 SolidWorks Plastics Professional …………………………………..9
4.1.5.2 Solid Works Plastics Premium ……………………………………..9
4.1.5.3 Solid Works Plastics Advanced……………………………………10
4.2 Программный комплекс Solid
Edge……………….…………………10
4.2.1 Solid Edge Foundation……………………………………………….11
4.2.2 Solid Edge Classic……………………………………………………12
4.2.3 Solid Edge Premium………………………………………………….12
- Программный комплекс Autodesk Inventor…………………………13
4.4 Программный комплекс CATIA………………………...…………..14
4.5 Программный комплекс
ELCUT………………..……….…………..15
4.6 Программный комплекс ANSYS………………………….…………18
4.6.1 ANSYS/Multiphysics………………………………………….…….18
4.6.2 ANSYS/Mechanical………………………………………………….19
4.6.3 ANSYS/Structural……………………………………………………19
4.6.4 ANSYS/LinearPlus ……………………………………………...….
19
4.6.5 ANSYS/Thermal ……………………………………………………19
4.6.2 ANSYS/Mechanical …………………………………………………20
4.6.3 ANSYS/Structural……………………………………………………20
4.6.4 ANSYS/LinearPlus…………………………………………………..20
4.6.5 ANSYS/Thermal ……………………………………………………20
4.6.6 ANSYS/PrepPost …………………………………………………….21
4.6.7 ANSYS/ED ………………………………………………………….21
4.6.7 ANSYS/FLOTRAN …………………………………………………21
4.6.8 ANSYS/Emag ……………………………………………………….21
4.6.9 ANSYS/LS-DYNA ………………………………………………….22
4.6.10 ANSYS/LS-DYNA PrepPostа……………………………...………22
5. ПРИМЕР ИСЛЕДОВАНИЯ В ПРОГРАММНОМ
КОМПЛЕКСЕ «SOLID WORKS SIMULATION»…………………………………...………….23
ВЫВОД……………………………………………………………………28
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.....…………………………………………….29
ВВЕДЕНИЕ
Анализ прочности является
одним из действительно актуальных проблем
нашего времени. Проблема оценки прочности
конструкции работающих в условиях статистических
нагрузках. Создание материалов с применением
новых технологий. Это обусловлено с одной
стороны тем, что большое количество внезапных
разрушений происходит при ударных или
импульсивных нагрузках, результат которых
сложно предсказать без создания соответствующей
среды испытания. И во многих случаях имеет
место динамическое разрушение, с характерным
для него высокоскоростным процессом
деформаций, распространения волн напряжения
в материале, также развитие магистральных
трещин. Изучение динамической прочности
при создании новых металлов, способные
справятся с поставленными задачами. Также
повышать эффективность, снижать себестоимость
изделий в различных направлениях, способность
дать заказчику требуемую гарантию металлоконструкциям
и гарантировать живучесть изделий в задаваемых
условия. Тем самым возможность надёжного
сотрудничества.
В каждом направлений и исследований
требуется чётко знать поставленную задачу
и пути решения этих задач. Насколько быстро,
точно будет проведён расчёт. На сколько
точным будет результат во время эксплуатаций.
1. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ
САПР – система автоматизаций,
способная реализовать информационную
технологию создания проектирования,
представляющая с собой организационно
– технологическую систему предназначенная
для автоматизаций процесса проектирования
в виде программных средств автоматизаций,
способные ввести анализ данных, сокращать
трудоёмкость работ или планирования.
Для выполнения отдельных функций.
По отраслевому назначению программы
делятся на три большие группы.
1. Автоматизированное проектирование
механических устройств. Это машиностроительные
САПР, применяются в автомобилестроении,
судостроении, и т д. включая в себя разработку
деталей и сборок механизмов с использованием
проектирования на основе конструктивных
элементов, технологий объемного моделирования.
2. Радиоэлектронных средств,
устройств и интегральных схем.
3. В области архитектуры
и строительстве. Для проектирования зданий,
дорог, мостов, мебели и.т.д.
2. ОСОБЕННОСТИ ПРОГРАММНЫХ
КОМПЛЕКСОВ
Особенность программных комплексов
заключается в ускорений развитий решений,
изделий или расчёта. В материаловедение
программные комплексы позвозволяют использовать
более дешевые материалы или уменьшить
расходы на построение образца.
На данный момент используется
большое количество программ для решения
различных задач в каждой отрасли, в особенности
машиностроения. Использовать детали
различной геометрий, производить анализ
материала и его свойства. На диаграмме.
1 показан анализ разработки изделия.
На диаграмме изображены две
кривые, зависимость проблем во времени.
Красной кривой ведётся обычный процесс
исследования, проектирования.
На начальном этапе проектирования
возникают небольшое количество вопросов,
что ведёт к дополнительным затруднениям
при дальнейшем проектированиям, уменьшения
сроков производства.
При анализе материала, изделия
на начальном уровне позволит учесть все
сложности, которые могут возникнуть
в дальнейшем исследование, даст возможность
идти сразу в правильном направлений.
Тем самым уменьшив количество проблем.
Возможности расчётных программных
комплексов позволит ускорить расчет
нагрузок действующих на конструкцию.
Вести анализ на статику, теплопроводность,
усталость, ударную нагрузку, анализ с
меняющимися силами даже если превышен
предел текучести, ввести расчёт падения
и.т.д.
3. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
CAD/ CAE/ CAM/ PLM систем
Сейчас общепризнанным фактом
является невозможность изготовления
сложной продукции без применения современных
CAD/CAM/CAE/PLM – систем.
Понятия CAD/CAM/CAE/PLM – систем.
CAD - система автоматизированного
проектирования, предназначенная для
выполнения проектных работ с применением
компьютерной техники, позволяющие создавать
конструкторскую и технологическую документацию
на отдельные изделия.
CAM - подготовка технологического
процесса производства изделий. Под термином
понимаются как сам процесс компьютеризированной
подготовки производства, так и программно-вычислительные
комплексы, используемые инженерами-технологами.
CAE - разнообразные программные
продукты, позволяющие при помощи расчётных
методов оценивать, поведение компьютерной
модели в реальных условиях эксплуатаций.
Помогают убедиться в работоспособности
изделия, без привлечения больших затрат
времени и средств.
PLM — прикладное
программное обеспечение для управления жизненным циклом
продукций. Жизненный цикл включает период
от возникновения потребности в создании
продукции до её ликвидации вследствие
исчерпания потребительских
свойств.
4 . СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПРОГРАММНЫЕ
КОМПЛЕКСЫ
В данной главе не учитываются
программы строительной сферы САПР, также
программные комплексы, не учитывающие
состав материала. В данной главе приведены
примеры программных комплексов способные,
указать свойства материалов, рассмотреть
поведение изделия и вести расчёт прочности
данного изделия.
4.1 Программный комплекс
Solid Works simulation
Solid Works simulation имеет несколько
пакетов симуляции, с помощью
которых можно создавать виртуальную
среду для тестирования продукции
до ее производства. Уже во
время проектирования продукции
можно протестировать ее статические
и динамические характеристики,
движение, теплопередачу, текучесть
жидкостей и газов, литье пластмасс
под давлением, а также протестировать
ее на прочность.
Solid Works simulation включает в себя
пакеты:
- Solid Works Simulation Premium.
- Solid Works Simulation Professional.
- Solid Works Flow Simulation.
- Solid Works
Sustainability.
- Solid Works
Plastics.
4.1.1 Solid Works Simulation Premium.
Solid Works Simulation Premium - содержит
полный выбор сценариев симуляции, вдобавок
к инструментам в пакете Simulation Professional
можно осуществлять расчеты нелинейного
и динамического сопротивления и динамической
нагрузки.
4.1.2 Solid Works Simulation Professional
Solid Works Simulation Professional - выходит
за рамки основ симуляции и расширяет
виртуальную среду для тестирования продукта
на прочность, собственные частоты, теплообмен,
продольный изгиб, сосуды под давлением,
позволяя, тем самым, применять более сложные
нагрузки.
4.1.3 Solid Works Flow Simulation.
Solid Works Flow Simulation - делает расчеты
CFD вычислительная гидродинамика более
простыми, симулирует текучесть, теплопередачу,
а также показывает, как будут влиять силы
на изделие, возникшие в потоке.
4.1.4 SolidWorks Sustainability.
SolidWorks Sustainability обеспечивает
соответствие нормам окружающей
среды во время всего жизненного
цикла изделия. Ещё не приступив к производству
изделия. Вы можете, при разработке изделия,
получать постоянную информацию о его
влиянии на окружающую среду. Анализ изделия
по этому критерию начинается с добычи
материала, необходимого для изделия,
непосредственно производства, эксплуатации,
утилизации и всех видов доставки на этих
этапах.
SolidWorks Sustainability определяет
как воздействует на окружающую
среду производство с точки
зрения следующих факторов:
- Выбросы углерода
- Общее потребление энергии
- Колодные выбросы в воздух
4.1.5 SolidWorks Plastics.
SolidWorks Plastics позволяет вам проектировать
пресс-формы и детали из пластмассы, предвидеть
и предотвратить производственные дефекты
на самых ранних стадиях проектирования,
устранить дорогостоящие доработки, улучшить
качество и ускорить процесс выхода изделия
на рынок. Простое в использовании программное
обеспечение полностью интегрировано
в CAD SolidWorks, оно помогает проектировщикам
деталей, проектировщикам и изготовителям
литейных форм оптимизировать технологичность
конструкции не покидая привычной 3D среды
моделирования. SolidWorks Plastics предоставляет
пользователям ценные данные, чтобы они
могли определить изменения в геометрии
детали, проектировать прессы, формы, выбирать
материалы или технологические условия,
которые положительно влияют на способность
легко производить продукцию.
4.1.5.1 SolidWorks Plastics Professional .
SolidWorks Plastics Professional является
наиболее экономически эффективным
решением при оптимизации технологичности
пластиковых деталей на начальных
этапах процесса проектирования.
Невыполнение данного этапа часто
приводит к неэффективному проектированию
прессформ, в результате чего появляется
все больше «неправильных деталей», что
в свою очередь, приводит к таким последствиям
как: высокий процент брака, задержка выхода
продукции на рынок.
4.1.5.2 Solid Works Plastics Premium
.
SolidWorks Plastics Premium предназначен
для анализа форм, также он поддерживает
анализ как одного канала, так и нескольких,
с его помощью можно располагать группы
форм, также предоставляет широкий спектр
отчетов для выявления и устранения проблем.
4.1.5.3 Solid Works Plastics Advanced.
SolidWorks Plastics Advanced включает
в себя инструменты SolidWorks Plastics Premium,
а также более развернутый
набор команд для моделирования.
Это позволяет специалистам и
проектировщикам пресс-форм выполнять
анализ процесса охлаждения пресс-форм
и помогает вычислить возможные
деформации отформованных деталей.
Пользователи могут разрабатывать
и выполнять как простые, так
и сложные анализы охлаждения
пресс-форм, оптимизировать системы
охлаждения, чтобы минимизировать
цикл обработки, благодаря чему
снизить производственные затраты
и оптимизировать конструкцию
детали и пресс-формы. А также
выбрать подходящий материал
и параметры обработки в целях
уменьшения или устранения деформации
литых изделий.
4.2 Программный комплекс
Solid Edge
Solid Edge - система твердотельного
и поверхностного моделирования в которой
реализованы как параметрическая технология
моделирования на основе конструктивных
элементов и дерева построения, так и технология
вариационного прямого моделирования.
Система Solid Edge предназначена для моделирования
деталей и сборок, создания чертежей, управления
конструкторскими данными, и обладает
встроенными средствами конечноэлементного
анализа.
4.2.1 Solid Edge Foundation
Включает в себя возможности
Solid Edge Classic за исключением: возможности
предварительного прочностного анализа,
модуля фотореалистики и анимации, доступа
к использованию и редактированию внешних
информационных баз, так же отсутствуют
сенсоры листовой детали, контролирующие
зазоры при гибки листового материала.
Solid Edge Foundation включает в себя:
- Твердотельное моделирование
деталей
- Проектирование деталей из полимеров
и литых деталей
- Построение, редактирование
и анализ поверхностей свободной формы.