fidesys
Классическим и очень наглядным примером инженерного расчета является расчет крепления или кронштейна в разных режимах.
В CAE Fidesys 9.0 такой расчет реализуется в рамках одного файла модели через создание нескольких вариантов расчета, где в каждом варианте активируются или деактивируются определенные граничные условия и нагрузки.
Ниже приведен готовый инженерный пример: Кронштейн крепления навесного оборудования (ступицы/амортизатора) в трех различных режимах работы.
| Вариант расчета | Что моделирует | Граничные условия | Нагрузки | Что проверяет |
| Режим 1: Торможение | Максимальная продольная сила при экстренном торможении | Болтовые отверстия жестко зафиксированы | К верхней грани приложена сила F_y =10 кН (направлена назад по ходу движения) | Прочность ушек кронштейна на изгиб |
| Режим 2: Поворот / Боковой удар | Наезд на бордюр или резкий поворот на высокой скорости | Болтовые отверстия жестко зафиксированы | К боковой поверхности приложена сила F_x = 10 кН | Сдвиг основания кронштейна, концентрация напряжений в галтелях (скруглениях) |
| Режим 3: Вертикальный ход (Кочка) (Step-Bump) | Попадание колеса в глубокую яму на скорости | Болтовые отверстия жестко зафиксированы | К верхней грани приложена вертикальная F_z = 10 кН (направлена вверх) | Смятие верхней части проушины |
Создание геометрической модели
Для начала необходимо построить модель в интерфейсе. В командной строке пропишите вручную команды для построения геометрической модели:
reset brick x 0.1 y 0.1 z 0.005 Volume 1 copy rotate 90 about x move Volume 2 y 0.05 z 0.05 include_merged move Volume 2 y 0.0025 z -0.0025 include_merged unite volume 2 1 modify curve 25 blend radius 0.01 create Cylinder height 1 radius 0.006 create Cylinder height 1 radius 0.006 create Cylinder height 1 radius 0.006 create Cylinder height 1 radius 0.006 move Volume 5 x 0.03 y 0.02 include_merged move Volume 4 x -0.03 y 0.02 include_merged move Volume 6 x -0.03 y -0.02 include_merged move Volume 3 x 0.03 y -0.02 include_merged subtract volume 5 3 4 6 from volume 2 create Cylinder height 1 radius 0.012 create Cylinder height 1 radius 0.012 brick x 0.024 y 0.024 z 1 move Volume 7 y -0.012 include_merged move Volume 8 y 0.012 include_merged unite volume 8 9 7 rotate Volume 8 angle 90 about X include_merged move Volume 8 z 0.06 include_merged move Volume 8 z -0.01 include_merged subtract volume 8 from volume 2 compress all
Построение сетки
Постройте тетраэдральную сетку на модели. На панели команд выберите Режим - Сетка, Объект - Объемная, Действие - Построение сетки. Из выплывающего списка выберите Тетраэдральная и укажите необходимые параметры. Нажмите Применить схему, Построить сетку.
Задание материала и свойств блока
Создайте материал. На панели команд выберите Режим - Материал, Объект - Управление материалами. Перетащите материал «Углеродистая сталь» в поле Материал.
Нажмите Применить и закройте окно Управление материалами.
Создайте блок. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Добавить сущность в блок. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Задайте свойства блоку. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Свойства/параметры блока. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Задание граничных условий
Жестко закрепите болтовые отверстия на нижней пластине. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Перемещение, Действие - Создать. Задайте нужные параметры. Нажмите Применить.
Задайте первую распределенную силу для первого варианта расчета. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Распределенная сила, Действие - Создать. Укажите ID поверхности - 16, тип силы - Результирующая и сила по Y равная 10000. Нажмите Применить.
Задайте вторую распределенную силу для второго варианта расчета. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Распределенная сила, Действие - Создать. Укажите ID поверхности - 4, тип силы - Результирующая и сила по X равная -10000. Нажмите Применить.
Задайте третью распределенную силу для третьего варианта расчета. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Распределенная сила, Действие - Создать. Укажите ID поверхности - 4, тип силы - Результирующая и сила по Z равная 10000. Нажмите Применить.
Для отображения стрелочек в дереве нажмите правой кнопкой
Создания вариантов расчета
Задайте настройки расчета. На панели команд выберите Режим - Расчет, Расчет - Статический, Статический - Общие. Задайте необходимые параметры и нажмите Применить. В результате создастся вариант расчета 1.
Выберите ID расчета - Новый расчет, нажмите Применить. В результате создастся вариант расчета 2.
Выберите ID расчета - Новый расчет, нажмите Применить. В результате создастся вариант расчета 3.
Теперь перейдите в Дерево, выберите Вариант расчета 1 и сделайте его текущим, для этого нажмите правой кнопкой мыши и выберите Сделать текущим.
Далее в дереве перейдите в раздел Граничные условия - Распределенная сила. Для Варианта расчета 1 необходимо оставить в расчете только Распределенную силу 1, остальное выключить. Выделите и нажмите правой кнопкой мыши, выберите Выключить в расчете.
Аналогично настройте Вариант расчета 2 и Вариант расчета 3.
Запуск расчета
В дереве выберите все три варианта расчета и для них в контекстном меню выберите Начать расчет.
Все три расчета запустятся параллельно. В командную строку будет выводиться информация обо всех трех расчетах.
Анализ результатов
Откройте файл с результатами. Это можно сделать тремя способами:
- Нажмите Ctrl+E;
- В главном меню выберите Расчёт - Результаты. Нажмите Открыть Результаты;
- На панели команд выберите Режим - Результаты, Результаты - Открыть Результаты.
В дереве объектов отображаются все три результата (группа расчетов).
Для начала необходимо выключить видимость для всех, кроме первого pvd:
Далее нажмите Разделить по вертикали:
Кликните по новому окну, чтобы синяя рамка была именно на этом окне и включите видимость для второго pvd:
Еще раз нажмите Разделить по вертикали, кликните на новое окно и включите видимость третьего pvd:
Для каждого pvd отобразите напряжения по Мизес. Далее для каждого pvd отобразите деформированное состояние. В стандартной строке выберите Фильтр → Алфавитный указатель → Деформировать по вектору. Для первого pvd - масштаб 3, для второго pvd - масштаб 50, для третьего pvd - масштаб 20.
Подключите опцию Использовать раздельные цветовые карты, чтобы для каждой модели была бы своя числовая легенда, если это необходимо.
Использование консольного интерфейса
Построение геометрии, генерацию сетки, задание граничных условий и материалов можно выполнить с использованием консольного интерфейса. Ниже приведён код программы, позволяющий выполнить шаги описанного выше руководства, необходимо только самостоятельно указать полный путь и название сохраняемого файла.
reset brick x 0.1 y 0.1 z 0.005 Volume 1 copy rotate 90 about x move Volume 2 y 0.05 z 0.05 include_merged move Volume 2 y 0.0025 z -0.0025 include_merged unite volume 2 1 modify curve 25 blend radius 0.01 create Cylinder height 1 radius 0.006 create Cylinder height 1 radius 0.006 create Cylinder height 1 radius 0.006 create Cylinder height 1 radius 0.006 move Volume 5 x 0.03 y 0.02 include_merged move Volume 4 x -0.03 y 0.02 include_merged move Volume 6 x -0.03 y -0.02 include_merged move Volume 3 x 0.03 y -0.02 include_merged subtract volume 5 3 4 6 from volume 2 create Cylinder height 1 radius 0.012 create Cylinder height 1 radius 0.012 brick x 0.024 y 0.024 z 1 move Volume 7 y -0.012 include_merged move Volume 8 y 0.012 include_merged unite volume 8 9 7 rotate Volume 8 angle 90 about X include_merged move Volume 8 z 0.06 include_merged move Volume 8 z -0.01 include_merged subtract volume 8 from volume 2 compress all volume 1 scheme auto volume 1 scheme tetmesh volume 1 scheme tetmesh mesh volume 1 create material 1 from 'Углеродистая сталь' set duplicate block elements off block 1 add volume 1 block 'Block 1' material 1 cs 1 category solid order 2 create displacement on surface 6 8 7 9 modify displacement 1 dof all value 0 create distributed force on surface 16 force value 10000 moment value 0 direction 0 10000 0 equivalent create distributed force on surface 4 force value 10000 moment value 0 direction -10000 0 0 equivalent create distributed force on surface 3 force value 10000 moment value 0 direction 0 0 10000 equivalent calculation settings 2 set_current analysis type static elasticity dim3 static steps 1 calculation settings 3 set_current analysis type static elasticity dim3 static steps 1 calculation settings 1 set_current activity distributed force 2 3 off calculation settings 2 set_current activity distributed force 1 3 off calculation settings 3 set_current activity distributed force 1 2 off
