При рассмотрении детали или сборки для анализа, следует учитывать определенные аспекты. Сюда относится и подготовка модели. Для подготовки модели сборки к анализу оцените типы компонентов. В случае модели детали оцените конструктивные элементы. Затем можете удалить из анализа детали или элементы, влияние на которые мало, что позволить оптимизировать процесс с относительно небольшой разницей в результатах анализа.
Действия по подготовке детали или сборки к анализу включают:
Упрощение модели
Зачем следует упрощать сборку?
При анализе сборок вы можете исключить мелкие детали, функции которых моделируются с помощью зависимостей или сил. Упрощение сборки, по возможности, помогает уменьшить время моделирования.
Зачем следует упрощать элементы детали?
При проведении анализа моделирования вы можете приспособить части модели для более эффективного анализа. Такая настройка подразумевает подавление малых геометрических элементов, не подверженных концентрациям напряжения. Примером являются внешние выпуклые окружности. Они могут усложнять создание сети без существенного влияния на конечный результат.
Зачем следует упрощать модели, содержащие тонкие тела?
Зачастую модели могут содержать компоненты, которые состоят из очень тонких стен тел относительно общих габаритных размеров или размеров модели, причем они могут быть очень тонкими (например, листовой металл или структуры рам). Поэтому для анализа таких компонентов с помощью твердотельных элементов с учетом АМКЭ требуются большие вычислительные ресурсы и результаты могут получиться менее точными. Упрощение компонентов, содержащих тонкие стены тел для оболочек, может значительно сократить необходимые вычислительные ресурсы, а также повысить точность моделирования.
Можно проверить модель на предмет наличия тонких тел, щелкнув команду "Найти тонкие тела" на панели "Подготовка".
Поиск тел, которые соответствуют критериям тонкого компонента, осуществляется в модели автоматически. Затем вы можете принять решение об упрощении геометрии твердых тел и создании срединных поверхностей, определяющих структуру оболочки с помощью команды "Срединная поверхность" или команды "Смещение".
Что представляют собой пределы для команд тонкостенных деталей приложения "Анализ напряжения"?
Отношение L/D = длина/толщина
Где:
длина — длина общей длины корпуса;
толщина — толщина корпуса.
Рассмотрим тонкую квадратную пластину длиной и шириной 100 ед. и толщиной 1 ед. Отношение L/D такой пластины равно 100/1 = 100. Мы рассчитываем отношение L/D входного тела и сравниваем его с таким же отношением для тонкой квадратной плиты.
- Если отношение L/D меньше 100, тело считается толстым (или твердым) и рекомендуется его анализ в качестве твердого тела для более точного анализа с использованием твердотельных элементов.
- Если отношение L/D входного тела выше 100, тело будет рассматриваться как тонкий компонент и после нажатия кнопки "Найти тонкие тела" оно будет выделено.
- Если отношение L/D выше 100 и выполняется анализ без их преобразования в оболочку с помощью команды "Срединная поверхность" (или "Смещение"), выдается сообщение с рекомендациями использовать команду "Найти тонкие тела" для выполнения более точного анализа.
- Если отношение L/D выше 250 и тело анализируется как толстое твердое тело, появляется предупреждающее сообщение, указывающее на то, что результаты анализа с большой долей вероятности могут быть неточными.
Наложение зависимостей
Структурные зависимости ограничивают размещение модели. Для статического моделирования следует удалить все режимы жесткого тела (для обеспечения свободны перемещения и вращения тел). Например, для этого можно зафиксировать грань или объединить несколько частичных зависимостей для граней, ребер и вершин.
Типы структурных зависимостей:
| Зависимость фиксации |
Удаляются все степени свободы. |
| Идеальная опора |
Предотвращает движение, перпендикулярное поверхности. |
| Контакт | Разделяет степени свободы на радиальные, осевые или тангенциальные. |
Для отображения информации о силе реакции запустите процесс моделирования, а затем правой кнопкой мыши нажмите зависимость в обозревателе моделирования и выберите "Силы реакции".
Добавление нагрузок
Нагрузки на конструкцию
Структурные нагрузки - это силы, действующие на деталь или сборку в ходе операции. Такие нагрузки вызывают напряжение, деформацию и смещение компонентов.
При проектировании продукта важно знать, как реагирует ваш продукт на нормальные и чрезвычайные рабочие условия. Узнайте, как определить реакцию своего продукта на данные нагрузки, и создайте подходящий запас прочности. Важными аспектами вашего проектирования являются величина нагрузки, частота распределения вхождения и природа (статическая или динамическая). Визуализировав, как ваш продукт реагирует на нагрузки, вы сможете лучше контролировать свое проектирование.
Типы доступных структурных нагрузок:
- Сила (N или lbforce)
- Давление (MPa или psi)
- Усилие в опоре (N или lbforce)
- Момент (Н*м или фунт дюйм)
- Удаленная сила (Н или фунт)
Применяйте структурные нагрузки в направлении нормали по отношению к грани, где сила перпендикулярна грани. Применяйте структурные нагрузки по направлению к грани с заданной величиной для каждого направления К граням тела вы можете применить моменты. Используйте удаленные силы в следующих случаях:
- Применяйте силу в специальной точке за пределами или в пределах модели.
- Вносите изменения при воздействии эквивалентной силы или момента на грань.
Вы можете применять "Усилие в опоре" только к цилиндрическим поверхностям.
Нагрузки на тело
Нагрузка на тело - это нагрузка, приходящаяся на весь объем или массу компонента. В качестве нагрузок на тело можно привести следующие примеры:
- Сила тяжести
- Линейное ускорение
- угловой скорости и ускорения.
Нагрузки на тело возникают в результате применения:
Если на модель воздействуют внешние силы, определите силу тяжести или нагрузку на тело. Для каждого моделирования можно определить одно значение силы тяжести и одно значение нагрузки на тело.
Определение материалов
Свойства материала определяют структурные характеристики каждой части модели в одном моделировании. Каждое моделирование может иметь отличный от других набор материалов для каждого компонента.
Стили и стандарты
Управление материалами Inventor осуществляется с помощью редактора стилей и стандартов. Вы можете изменить существующие материалы или создать новые. При создании или изменении материалов уделите особое внимание заданию корректных характеристик материала.
Определение материала
При создании новой детали в качестве материала компонента используется материал, заданный в шаблоне документа. В шаблонах документов Autodesk Inventor для детали или сборки используется материал "По умолчанию". Материал "По умолчанию" не предназначен для использования в среде моделирования. В результате, если материалу какого-либо компонента присвоено значение "По умолчанию", этот материал необходимо переопределить. Существует несколько способов корректировки назначения материала:
- Выполните редактирование детали. В свойствах Inventor укажите подходящий материал для использования в ходе моделирования. Это наиболее предпочтительный способ.
- Переопределите материал "По умолчанию" Inventor, заменив его другим подходящим материалом.
- Внесите изменения в материал "По умолчанию", чтобы его можно было использовать при моделировании. Будьте осторожны при изменении файла шаблона для переопределения материала "По умолчанию". От исходного определения могут зависеть и другие документы.
Существует две ситуации, при которых материал может не подходить для моделирования.
- Заданный материал модели детали не полностью определен. Отсутствует важная информация, требуемая для моделирования. В данном случае вы получаете сообщение с соответствующим предупреждением о материале. Вы можете переопределить материал, заменив его на подходящий для анализа, или внести изменения в существующий материал до запуска процесса моделирования.
- Переопределение материал не полностью задано. Отсутствует важная информация, требуемая для моделирования. На узле переопределения материалов в обозревателе отображается информационная иконка
. Вы можете переопределить материал, заменив его на подходящий для анализа, или внести изменения в существующий материал до запуска процесса моделирования.
Обозреватель моделирования
В обозревателе моделирования имеется папка "Материалы"
, в которой доступен список всех материалов для переопределения других материалов. Например, если у вас есть компонент из меди, а материал переопределения - сталь, имеется уникальный узел для материала "Сталь". Узел "Сталь" содержит узлы для каждой детали, в которой используется этот материал.
Существуют следующие допущения по поведению материалов:
| Постоянные | Все структурные свойства материала не меняются в зависимости от температуры и времени. |
| Однородные | Свойства материала не меняются по всему объему детали. |
| Линейные - структурные | Напряжение прямо пропорционально деформации. |
Если материал моделирования более подходит для ваших потребностей проектирования, активируйте назначение материала модели при редактировании.
Определение условий контакта
Существуют два метода добавления условий контакта в моделирование:
| Автоматические контакты | Контакты, заданные с помощью программного обеспечения, на основании настроек в диалоговом окне "Редактировать свойства моделирования". Автоматические контакты могут редактироваться в любой момент процесса. |
| Контакт, созданный вручную | Контакты, задаваемые вами в ходе использования команды. Ручные контакты могут редактироваться в любой момент процесса. |
Прочее:
Значки предупреждений для родительских узлов в браузере
В браузере анализа напряжения возле родительских узлов отображаются значки состояния, указывающие на то, что узел является устаревшим, или имеются проблемы в отношении дочерних узлов. Изначально значок "Необходимо обновление" 
отображается возле родительского узла. Если после обновления узла появляется значок предупреждения 
, то это означает, что проблема существует для одного или нескольких дочерних узлов.