Příprava na analýzu

Při zvažování součásti nebo sestavy k analýze je třeba zvážit některé okolnosti. Patří mezi ně příprava modelu. Chcete-li připravit model sestavy k analýze, vyhodnoťte typy komponent. Vyhodnoťte v modelu součásti prvky součásti. Potom můžete z analýzy odstranit součásti nebo prvky s malým vlivem a zvýšit výkonnost za cenu pouze malého rozdílu ve výsledku analýzy.

Úkony potřebné k přípravě součásti nebo sestavy k analýze:

Zjednodušení modelu

Proč zjednodušovat sestavu?

Když analyzujete sestavy, můžete vyloučit malé součásti, jejichž funkce je simulována vazbami nebo sílami. Tam kde je to možné, zjednodušování sestavy pomáhá snížit doby simulace.

Proč zjednodušovat prvky součásti?

Když provádíte analýzy simulace, můžete části modelu přizpůsobit tak, aby umožnily efektivnější analýzu. Toto přizpůsobení obsahuje potlačení rozměrově malých vlastností, které nejsou vystaveny soustředění zatížení. Například vnější vypouklé kruhovité výběžky. Mohou komplikovat vytvoření sítě bez významných vlivů na konečný výsledek.

Proč zjednodušovat model obsahující tenká tělesa?

Model často obsahuje komponenty složené z těles s velmi tenkými stěnami v poměru k celkovým rozměrům modelu, takže je možné, že bude až příliš tenký (například v případě rámových konstrukcí nebo konstrukcí z plechu). Analýza takových komponent prováděná pomocí MKP založeného na prvcích těles proto vyžaduje značné výpočetní prostředky a její výsledky mohou být nepřesné. Zjednodušením komponent obsahujících tělesa s tenkými stěnami na skořepiny lze výrazně zredukovat množství potřebných výpočetních prostředků a celkově zpřesnit simulaci.

Chcete-li prověřit model za účelem nalezení tenkých těles, která by byla vhodnými kandidáty na zjednodušení na skořepinu, klikněte na panelu Příprava na příkaz Hledat tenká tělesa.

Budou automaticky vyhledána všechna tělesa splňující kritéria, aby byla považována za tenkou komponentu. Potom dostanete příležitost se rozhodnout, zda chcete geometrii tělesa zjednodušit a vytvořit střednicové plochy definující strukturu skořepiny (pomocí příkazu Střednicová plocha nebo Odsazení).

Jak jsou příkazy týkající se tenkých součástí v pevnostní analýze omezeny?

Převod L/D = délka/tloušťka

kde:

Délka = celková délka tělesa

Tloušťka = tloušťka tělesa

Zvažte použití tenké čtvercové desky s délkou a šířkou 100 a tloušťkou 1. Převod L/D takové desky je 100/1 = 100. Vypočítáme převod L/D vstupního tělesa a porovnáme s převodem L/D tenké čtvercové desky.

Pokud je převod L/D nižší než 100, je těleso považován za silné (nebo objemové) a doporučujeme je analyzovat jako těleso, aby byla provedena přesná analýza pomocí prvků tělesa.
Pokud je převod L/D vstupního těleso vyšší než 100, je těleso považováno za tenkou komponentu a jako takové se zvýrazní po kliknutí na příkaz Hledat tenká tělesa.
Pokud je převod L/D vyšší než 100 a provedete analýzu bez převedení na skořepinu pomocí meziplochy nebo odsazení, zobrazí se zpráva s doporučením použít příkaz Hledat tenká tělesa, abyste mohli provést přesnější analýzu.
Pokud je převod L/D vyšší než 250 a těleso je analyzováno jako silné těleso, zobrazí se zpráva s upozorněním, že výsledky analýzy jsou velmi pravděpodobně nepřesné.

Poznámka: Konkrétní detaily o výpočtu a porovnání převodu L/D zde nejsou popsány. Aplikace Autodesk Inventor dává pouze návrhy, které těleso by se mělo považovat za tenké. Vybraná kritéria nejsou absolutně platná a za jistých specifických okolností není jejich použití vhodné. Výsledky příkazu lze přepsat.

Přidání vazeb

Strukturální vazby omezují posunutí modelu. Chcete-li statické simulace, odstraňte všechny režimy tuhého tělesa (volný posuvný a otáčivý pohyb těles). To lze provést upevněním plochy, nebo kombinací částečných vazeb na plochách, hranách nebo vrcholech.

Poznámka: Příliš mnoho nebo málo vazeb může podstatně změnit chování modelu. Proto značná pozornost musí být věnována přiřazení správné množiny vazeb, aby to odpovídalo skutečnému prostředí modelu.

Typy strukturálních vazeb jsou:

Pevný	Odstraňuje všechny stupně volnosti.
Ideální	Brání v normálovém pohybu vzhledem k povrchu.
Svorka	Izoluje stupně volnosti na radiální, axiální nebo tečné.

Chcete-li zobrazit informace o reakční síle, spusťte simulaci a potom klikněte v prohlížeči simulace na vazbu a vyberte položku Reakční síly.

Poznámka: Pokud jsou kompatibilní, lze podmínky zatížení a hraniční podmínky použít na stejnou entitu. Omylem můžete použít nekompatibilní zatížení a mezní podmínky na stejnou entitu. Například upevněnou plochu ve směru osy Z a zatížení působící ve směru osy Z na stejnou plochu. Poté opravené mezní podmínky potlačí síly.

Přidání zatížení

Strukturální zatížení

Strukturální zatížení jsou síly použité na součást nebo sestavu během provozu. Takováto zatížení mohou způsobovat zatížení deformace a posunutí v komponentech.

V návrhu produktu je důležité vědět jak projekt reaguje během normálních a extrémních pracovních podmínek. Najděte způsob jak stanovit jakou má produkt odezvu na tato zatížení a stanovte vhodný koeficient bezpečnosti. Důležité aspekty vašeho návrhu obsahují velikost zatížení, frekvenci výskytu, rozmístění a povahu (statickou nebo dynamickou). Můžete-li vizualizovat jak produkt odpovídá na zatížení, můžete lépe návrh řídit.

Typy strukturálních zatížení jsou následující:

síla (N nebo lbf),
tlak (MPa nebo psi),
zatížení ložiska (N nebo lbf),
moment (N*m nebo lbf in),
vzdálená síla (N nebo lb).

Použijte strukturální zatížení normálové k ploše, v místě kde je síla na tuto plochu kolmá. Použijte strukturální zatížení ve směru plochy s velikostí určenou v každém směru. Na plochy těles můžete použít momenty. Vzdálenou sílu používejte k těmto účelům:

použití síly na určitý bod vně nebo uvnitř modelu,
transformace jako ekvivalentní síla a moment na dané ploše.

Ložiskové zatížení můžete použít pouze u válcových ploch.

Poznámka: Používáte-li zatížení na plochy, které jsou zahrnuty v dotycích, použijte spíše tlak než sílu.

Zatížení tělesa

Zatížení objektu je zatížení působící na celý objem nebo hmotu součásti. Příklady zatížení těles jsou následující, nejde však o úplný výčet:

gravitační síla.
- lineární zrychlení,
- úhlové rychlosti a zrychlení.

Pokud na model působí vnější síly, definujte gravitační nebo tělesové zatížení. Můžete určit maximálně jedno gravitační a jedno tělesové zatížení.

Stanovení materiálů

Vlastnosti materiálu definují strukturální vlastnosti každé součásti modelu pro simulaci. Každá simulace může mít různou množinu materiálů pro libovolnou komponentu.

Styly a normy

Materiály aplikace Inventor jsou spravovány pomocí Editoru stylů a norem. Můžete upravovat existující materiály nebo vytvářet nové. Když materiály vytvoříte nebo upravíte, zadávejte pečlivě správné vlastnosti materiálů.

Definice materiálu

Když začnete novou součást, materiál komponenty bude nastaven na jakýkoliv materiál, který používá šablona dokumentu. V aplikaci Inventor, tak je dodávána, používají šablony dokumentu pro součást i sestavu materiál s názvem Výchozí. Výchozí materiál není definovaný k použití v prostředí simulace. V důsledku toho platí, že pokud je materiálu pro libovolnou komponentu přiřazen materiál Výchozí, bude potlačen. Existuje několik způsobů, jak opravit přiřazení materiálu:

Upravení součásti. Určete v iVlastnostech materiál, který je správně definován pro simulaci. Toto je doporučené řešení.
Přepsání výchozího materiálu aplikace Inventor jiným správně definovaných materiálem.
Úprava výchozího materiálu, aby bylo možné ho použít v simulacích. Upravujte-li soubor šablony, abyste předefinovali výchozí materiál, postupujte obezřetně. Ostatní dokumenty někdy závisí na původní definici.

Existují dvě situace, ve kterých může být materiál pro simulaci neplatný.

Přiřazený materiál modelu součásti není zcela definován. Chybí zásadní informace ke splnění požadavků simulace. V tomto případě obdržíte zprávu upozornění o materiálu. Můžete před spuštěním simulace přepsat materiál jiným materiálem, který je pro analýzu vhodný, nebo upravit existující materiál.
Přepsaný materiál není plně definován. Chybí zásadní informace ke splnění požadavků simulace. Položka přepsání materiálu je v prohlížeči označena informativní ikonou. Můžete před spuštěním simulace přepsat materiál jiným materiálem, který je pro analýzu vhodný, nebo upravit existující materiál.

Prohlížeč simulace

V prohlížeči simulace je složka Materials , ve které najdete seznam všech materiálů, které přepisují ostatní materiály. Máte-li například měděnou komponentu a přepíšete měď ocelí, bude zde jedinečný uzel pro ocel. Uzel Ocel obsahuje položky pro každou součást, která tento materiál používá.

Následují předpoklady chování materiálů:

Konstantní	Žádné strukturální vlastnosti materiálu se nemění s ohledem na teplotu a čas.
Homogenní	Vlastnosti materiálu se v objemu součásti nemění.
Lineárně strukturované	Tlak je přímo úměrný napětí.

Je-li materiál simulace vhodnější pro potřeby návrhu, zvyšte úroveň přiřazení materiálu do modelu jako úprava CAD.

Stanovení podmínek dotyku

Existují dvě metody přidání dotykových podmínek do simulace:

Automatické dotyky	Programově přiřazené dotyky založené na nastavení v dialogu Upravit vlastnosti simulace. Automatické dotyky lze upravovat kdykoliv v procesu.
Ruční dotyk	Dotyky, které přiřadíte prostřednictvím příkazu. Ruční dotyky lze upravovat kdykoliv v procesu.

Ostatní posouzení:

Ikony upozornění v nadřazených uzlech prohlížeče

Vedle nadřazených uzlů prohlížeče pevnostní analýzy jsou zobrazeny ikony stavu, které vyznačují, že je uzel zastaralý, nebo že u podřazených uzlů došlo k potížím. Ikona Je vyžadována aktualizace se nejprve zobrazí vedle nadřazeného uzlu. Pokud se ikona upozornění zobrazí po aktualizaci uzlu, znamená to, že v jednom nebo více podřazených uzlech došlo k potížím.