MSC.Sofy в комплексном многодисциплинарном инженерном анализе
MSC.Sofy – сравнительно новый продукт в среде интегрированных систем корпорации MSC. Это графическая система, обеспечивающая автоматизацию процесса создания конечно-элементной модели и обработку результатов расчетов
В настоящее время, MSC.Sofy адресован в первую очередь предприятиям автомобильной промышленности, поскольку многие из стандартных процессов моделирования структуры автомобиля автоматизированы.
В то же время, MSC.Sofy имеет широкое применение в других отраслях, где разрабатываемые конечно-элементные модели характеризуются применением, главным образом, оболочечных конечных элементов.
Типичные применения MSC.Sofy включают прочностной анализ конструкций, NVH анализ, оценку долговечности и моделирование различных Crash-тестов.
Структура данных и возможности по автоматизации процессов MSC.Sofy обеспечивают существенное улучшения процесса сборки сложных моделей в сравнении с конкурирующими системами.
В самых разных отраслях промышленности процесс сборки сложных конечно-элементных моделей характеризуется существенными временными затратами. Типичным примером является создание конечно-элементной модели кузова автомобиля. Кузов состоит из нескольких сотен деталей, соединенных между собой несколькими тысячами сварных точек. Наряду со сварными точками, соединение деталей может обеспечиваться шовной сваркой, склейкой, болтовыми и заклепочными соединениями.
В многодисциплинарном анализе (например моделировании Crash-тестов, NVH и исследовании долговечности конструкции), процесс сборки модели, как правило, выполняется неоднократно, поскольку:
- элементы, математически описывающие те или иные соединения в разных расчетных системах, различны;
- требуемый уровень детализации (подробность разбиения на конечные элементы) деталей конструкции заметно отличаются в различных видах анализа.
Таким образом, автоматизация сборки конечно-элементной модели, соединения ее деталей друг с другом, является чрезвычайно актуальной задачей.
Наряду со стандартными пре- и постпроцессорными функциями (создание и редактирование геометрической модели, автоматическая генерация конечно-элементной сетки, визуализация результатов расчетов и т.д.), MSC.Sofy обеспечивает:
- Организацию, управление и автоматическую сборку больших сложных конечно-элементных моделей с применением соединений "узел-узел", контактных методов, клеевых соединений и различных методов сварных соединений, независимых от топологии конечно-элементной сетки.
- Инструменты управления качеством модели, которые позволяют пользователю проверить не только качество отдельно взятых элементов, составляющих модель, но также качество модели в целом, ее состав, топологию и другие нюансы. Например, число элементов в окрестности концентраторов напряжений и т.д. Предприятие может иметь некоторые стандарты, которых необходимо придерживаться при разработке конечно-элементных моделей для обеспечения ее качества. MSC.Sofy является прекрасным средством для контроля их соблюдения.
- Проверку и устранение начальных проникновений деталей модели друг в друга, нежелательных при анализе контактных задач, в частности - проблем ударного деформирования конструкции (Crash-тестов).
- Морфинг конечно-элементной модели. Это уникальный инструмент на современном рынке. Традиционно, конечно-элементная модель строится на базе геометрической. И для ее изменения, сначала меняют геометрическую модель, после чего производят повторную генерацию конечно-элементной сетки. В ряде случаев, такой цикл становится не эффективным как по организационным соображениям, так и по требуемым трудозатратам. MSC.Sofy позволяет осуществить морфинг (плавное преобразование одной конечно-элементной сетки в другую), без изменения геометрической модели.
- Графическую среду для быстрой и легкой разработки новых инструментов автоматизации процессов создания расчетной модели и обработки результатов. Автоматизируемый процесс представляется в виде блоков. Результаты отработки одного блока являются исходными данными для следующего. Как только цепочка, описывающая процесс, создана, она немедленно становится доступной в интерфейсе MSC.Sofy для тестирования и окончательной отладки. Применительно к автомобильной промышленности, таким образом могут быть автоматизированы процессы анализа кузова на кручение, ударных взаимодействий, провисания дверей, проверка "несвязанных" подсборок, постпроцессинг и дополнительные вычисления на этапе обработки результатов расчетов и т.д.
- Среду быстрой разработки собственных приложений, включающую С++ подобный язык программирования, дающий пользователю доступ ко всем модулям и функциям MSC.Sofy.
Новые возможности пре- и постпроцессора MSC.Sofy обеспечивают автоматическую связь деталей конструкции друг с другом.
В частности обеспечиваются:
- Автоматическое распознавание фланцев;
- Связи между деталями, которые могут быть определены как простыми жесткими, так и любыми комбинациями 0-D, 1-D, 2-D или 3-D элементов;
- Контролируемое пользователем автоматическое переразбиение сетки в зонах связей;
- Несколько типов соединений, не зависящих от расположения узлов соединяемых деталей;
- Инструменты всеобъемлющей диагностики и редактирования;
- Гибкость и настраиваемость;
- Соединение деталей производятся по нормалям к их поверхностям. Для непараллельных поверхностей выполняются необходимые модификации сетки.
Расположение элементов связи может быть определено различными способами: указанием точек связи на экране; заданием линии, вдоль которой они должны генерироваться; на базе внешнего мастер-файла, содержащего координаты сварных точек, или на основе программируемого интерфейса.
Одна из возможных процедур сборки модели показана ниже на примере пола кузова автомобиля.
Решается задача преобразования расчетной модели в формате LS-Dyna, подготовленной для моделирования Crash-теста, в NVH-модель (MSC.Nastran формат), с учетом существующего соединения деталей друг с другом.
MSC.Sofy обрабатывает LS-Dyna input файл. Информация о местах соединения деталей сварными точками может быть взята непосредственно из этого файла, либо из мастер-файла расположения сварных точек, который может быть сгенерирован третьей системой. Конечно-элементная модель и информация о связи между деталями позволяет напрямую преобразовать связи LS-Dyna в CWELD соединения деталей в MSC.Nastran.
MSC.Sofy - важная часть достоверного процесса моделирования, обеспечивающая минимизацию затрат при улучшении качества расчетных моделей в многодисциплинарной инженерной среде.
За дополнительной информацией, счетом или коммерческим предложением по программным продуктам обращайтесь по телефону