3.10.2011

Расчетная программа T-FLEX Анализ

T-FLEX Анализ - это интегрированная с T-FLEX CAD среда конечно-элементных расчётов. Используя T-FLEX Анализ, пользователь системы T-FLEX CAD имеет возможность осуществлять математическое моделирование распространённых физических явлений и решать важные практические задачи, возникающие в повседневной практике проектирования.

Все расчёты ведутся с применением метода конечных элементов (МКЭ). При этом между трёхмерной моделью изделия и расчётной конечно-элементной моделью поддерживается ассоциативная связь. Параметрические изменения исходной твердотельной модели автоматически переносятся на сеточную конечно-элементную модель.

Структурно T-FLEX Анализ организован по модульному принципу, что позволяет пользователю гибко подойти к комплектации рабочего места расчётчика. В зависимости от решаемых задач, пользователь может выбрать один или несколько расчётных модулей.


Обобщенная структурная схема системы T-FLEX Анализ

Состав расчетных модулей

  • Статический анализ
    позволяет производить расчёт напряжённо-деформированного состояния конструкций под действием приложенных к системе постоянных во времени нагрузок. Учитываются напряжения, возникающие по причине температурного расширения/сжатия материала. По результатам расчета оценивается прочность конструкции, определяются наиболее уязвимые места конструкции.
  • Частотный анализ
    позволяет осуществлять расчёт собственных (резонансных) частот конструкции и соответствующих форм колебаний. Результаты используются для повышения надёжности и работоспособности изделия в условиях, исключающих возникновение резонансов.
  • Анализ устойчивости
    позволяет оценить запас прочности и формы потери устойчивости по критической нагрузке. Критическая нагрузка, при которой конструкция может потерять устойчивость, и форма потери устойчивости позволяют оптимизировать конструкцию путём изменения геометрических параметров, либо создания дополнительных рёбер жёсткости.
  • Анализ усталостной прочности
    позволяет оценить прочность материала при действии переменных нагрузок. По результатам анализа делается заключение об усталостной прочности конструкции при заданном цикле нагружения.
  • Вынужденные колебания
    позволяет получить зависимости отклика системы от частоты вынуждающих воздействий – силовых и/или кинематических – изменяющихся по гармоническому закону с учетом (или без) демпфирования системы. По результатам расчёта для диапазона частот могут быть получены зависимости амплитуд и виброускорений от частоты вынуждающих воздействий, что важно при оценке виброустойчивости системы в заданном диапазоне частот.
  • Тепловой анализ
    Предназначен для решения задач теплопроводности и теплопередачи, обеспечивая возможность оценки температурного поведения изделия под действием источников тепла и излучения.

Порядок работы

Типичный порядок работы расчётчика с системой T-FLEX Анализ состоит из нескольких этапов.

На первом этапе необходимо построение трёхмерной модели изделия в T-FLEX CAD. Модель может быть импортирована из сторонней системы проектирования.

На втором этапе необходимо осуществить генерацию сеточной конечно-элементной модели изделия с помощью модуля Препроцессора T-FLEX Анализ. Генерация сеточной модели предусматривает создание конечно-элементной сетки, отражающей геометрию изделия и наложения граничных условий, определяющих физическую задачу, подлежащую решению.


Тетраэдальные конечные элементы, используемые в T-FLEX Анализе:
а) линейный, четырехузловой; б) квадратичный, десятиузловой

T-FLEX Анализ ориентирован на решение физических задач в объёмной постановке. Геометрию анализируемой детали в этом случае удобнее всего описывать тетраэдальным конечным элементом, поэтому Препроцессор T-FLEX Анализа ориентирован на автоматическое построение тетраэдальных конечно-элементных сеток. Тетраэдальная сетка позволяет достаточно точно аппроксимировать сколь угодно сложную произвольную геометрию изделия, и поэтому часто используется для объёмного МКЭ анализа. Препроцессор T-FLEX Анализ позволяет строить сетки из тетраэдальных конечных элементов двух типов – четырехузловых тетраэдров и десятиузловых тетраэдров.


Диалоговое окно с параметрами сетки T-FLEX Анализ

В T-FLEX Анализе предусмотрены специальные команды, позволяющие в интерактивном режиме задать внешние воздействия, прикладывая их непосредственно к элементам твердотельной модели. Препроцессор автоматически переносит граничные условия на конечно-элементную модель для выполнения расчёта.


Использование команды T-FLEX Анализ 'Сетка'
для построения тетраэдальной конечно-элементной модели изделия.

Третий этап осуществления расчётов выполняется модулем Процессора T-FLEX Анализ. В Процессоре осуществляется генерация расчётных систем уравнений и их решение. Результатами работы конечно-элементного Процессора являются значения искомых целевых функций, например, перемещения и напряжения при статическом анализе, или собственные частоты и формы колебаний при частотном.


Результат статического анализа модели