Новые возможности MSC.Marc
MSC.Marc - комплексный нелинейный анализ конструкций, решение сложных задач термопрочности, моделирование технологических процессов
В MSC.Marc версий 2005 r2 и r3 существенно расширены возможности системы. Наиболее значительные изменения коснулись алгоритмов для параллельных вычислений, решения задач большой размерности, контактных задач, расчета теплопередачи путем излучения, решения связанных задач взаимодействия конструкции и окружающей среды, а также моделирования ряда технологических процессов.
В новой версии MSC.Marc появилась возможность расчета расслаивания композиционных материалов, для чего введены дополнительные интерфейсные конечные элементы, моделирующие начало и развитие процессов расслаивания. Эти элементы имеют нулевую толщину и присоединяются к основным элементам модели. В их свойства вносится зависимость эквивалентных сил сцепления слоев материала от их эквивалентного раскрытия. При величине эквивалентного раскрытия слоев материала, меньшей некоторого критического значения, интерфейсные элементы деформируются упруго. В случае превышения критического значения несущая способность элементов падает, чем моделируется расслаивание композиционного материала.
Для расчета НДС незакрепленных или частично закрепленных конструкций введена новая функция вычисления и автоматического включения в расчет эквивалентных инерционных нагрузок, возникающих в рассматриваемом изделии при действии внешних сил (т.н. inertia relief).
Оптимизировано использование машинных ресурсов. Размерность задачи, которую можно решить на компьютере, оснащенном 2Гб оперативной памяти и работающем под управлением Microsoft Windows достигла 1,4 млн. степеней свободы.
Алгоритм расчета контакта был переписан с целью повышения скорости расчета путем предотвращения многократного вхождения и выхода из контактной зоны отдельных узлов модели. Этот эффект ранее приводил к необходимости многократного пересчета модели с большими затратами машинных ресурсов. Модифицированный алгоритм исключает такие затраты и обеспечивает для ряда задач рост производительности расчетов в 2,2 раза.
64-битные версии MSC.Marc теперь доступны практически для всех 64-битных платформ. В этих версиях используется внутренняя 64-битная адресация, что позволяет обойти существовавшие ранее ограничения на размер задачи, решаемой в оперативной памяти 32-битных ЭВМ. В частности, можно использовать более 32Гб оперативной памяти, превосходя ранее существовавший предел в 16Гб. Написанные ранее подпрограммы пользователя (subroutines) функционируют в 32- и 64-разрядных версиях MSC.Marc; их модификация не требуется.
Новый высокоэффективный итерационный решатель для разреженных матриц был лицензирован у американской компании Computational Applications and System Integration Inc. (CASI). Этот решатель позволяет сократить время счета задач некоторых типов примерно в 6 раз.
В MSC.Marc появился новый метод (Bit-Mapped Hemi-Cube method) вычисления геометрических коэффициентов для расчета теплопередачи путем излучения. С его помощью геометрические коэффициенты рассчитываются динамически с учетом больших перемещений элементов конструкции, а также возможного исключения из расчета части конечных элементов. Применение этого метода сокращает время счета задач примерно в 10…25 раз по сравнению с ранее использовавшимся методом Монте-Карло и требует для решения задач примерно в 2 раза меньший объем памяти.
Начиная с версии MSC.Marc 2005r3 введена возможность решения связанных задач взаимодействия конструкции с окружающей средой путем использования интерфейса связанных вычислений MpCCI (Mesh-based parallel Code Coupling Interface). Интерфейс MpCCI разработан институтом алгоритмов и научных вычислений Фраунгофера. При помощи MpCCI осуществляется обмен данными между MSC.Marc и поддерживающими MpCCI пакетами для решения гидрогазодинамических задач, наиболее распространенными из которых являются Star-CD, FLUENT, Numeca, и др.
С целью упрощения геометрического моделирования, в частности задания силового набора оболочек, в перечень свойств балочных и оболочечных элементов добавлены отступы их физического положения от геометрического (т.н. offset).
Расширена функциональность при работе с автоматическим перестроением сетки. Приложенные к сетке давления и граничные условия будут сохраняться в процессе многократного перестроения сетки в течение всего расчета.
В MSC.Marc внесены новые возможности расчета технологических процессов. Так, введен связанный электромагнитно-тепловой анализ, позволяющий моделировать индукционный нагрев, что дает возможность моделировать такие технологические процессы, как термообработка металлов, предварительный нагрев заготовок перед штамповкой, пайка и т.д. Также моделируется тепловыделение за счет электрического сопротивления в контакте между деталями. При решении задач магнитостатики добавлена возможность задания проницаемости в виде зависимости от других физических величин, например, интенсивности магнитного поля или магнитной индукции.
Среди новых возможностей следует также отметить расчет коробления и остаточных напряжений композитов с полимерной матрицей, появляющихся в процессе изготовления при полимеризации. Тепло, выделяемое при полимеризации, а также объемная деформация полимеров учитываются в связанном структурно-тепловом расчете.
MSC.Marc – эффективный инструмент инженерного анализа, позволяющий моделировать сложные высоконелинейные процессы при эффективном использовании ресурсов ЭВМ, что повышает качество разрабатываемых изделий и существенно снижает затраты на их разработку.