Расчет сварного кронштейна в Advanced Simulation Technology Preview (ASTP)

Автор: Пузанов А.В. ведущий инженер бюро САПР, ОАО "СКБ ПА"

Исходные данные: 3D геометрия сборочной единицы: сварного кронштейна, схема нагружения, данные по используемым материалам

3D модель кронштейна спроектирована в конструкторском подразделении в Autodesk Inventor Series 10, модель представлена на рис. 1

модель кронштейна в Autodesk Inventor 10
рис. 1 модель кронштейна в Autodesk Inventor 10

Поскольку в Autodesk Inventor средств прочностного анализа сборочных единиц нет, воспользуемся приложением Advanced Simulation Technology Preview, специальным модулем, позволяющим проводить анализ сборок, в частности сварных конструкций.

Запускаем приложение Advanced Simulation Technology Preview. Для трансляции геометрии в ASTP необходимо наличие Autodesk Inventor Professional 2009. Импортированная в ASTP модель представлена на рис. 2.

модель кронштейна в Advanced Simulation Technology Preview
рис. 2 модель кронштейна в Advanced Simulation Technology Preview

Начинаем расчет, выбрав пункт выпадающего меню Function Study… появляется окно настроек моделирования (рис. 3)

параметры расчета
рис. 3 параметры расчета

Из Inventor транслируются модель с предустановленными свойствами материалов, переопределить или отредактировать можно выбрав в иерархическом списке "material" (рис. 4)

параметры материалов
рис. 4 параметры материалов

полный перечень доступных опций представлен на рис. 5

приложение зависимостей
рис. 5 приложение зависимостей

Закрепляем деталь: выбираем пункт меню Structural Constraint и указываем поверхности (рис. 6)

закрепление
рис. 6 закрепление

В окне справа можно удалить лишние поверхности или настроить выбранные поверхности по типу закрепление вдоль направлений.
По кнопке "ОК" и выборе в древе проекта "structural constraint" отображаются приложенные закрепления (рис. 7)

представление нагрузки
рис. 7 представление нагрузки

Аналогично прикладываются нагрузки: в нашем случае это осевая сила по крепежным отверстиям (рис. 8)

приложение нагрузки
рис. 8 приложение нагрузки

По кнопке "ОК" и выборе в древе проекта "structural load" отображаются приложенные нагрузки (рис. 9)

представление нагрузки
рис. 9 представление нагрузки

Выбираем пункт меню: "Contacts". По-умолчанию все контакты установлены в состояние "bonded" - связаны. Устанавливаем связи всех деталей, кроме сварки в состояние "Separation" - отдельно (рис. 10)

настройка контакта
рис. 10 настройка контакта

Все требуемые нагрузки и отношения присвоены, начинаем расчет. Выбираем меню: "Simulate". В опциях ("Advanced") устанавливаем параметры конечно-элементной сетки (рис. 11).

настройки моделирования
рис. 11 настройки моделирования

Качество расчетной сетки можно оценить выбрав пункт меню "Preview mesh" (рис. 12).

предварительный просмотр к-э сетки
рис. 12 предварительный просмотр к-э сетки

После выбора пункта "Simulate" и "ОК" начинается процесс расчета (рис. 13).

окно процесса моделирования
рис. 13 окно процесса моделирования

По окончании расчета будут представлены результаты расчета (рис. 14). Из опций просмотра результатов доступны следующие сервисы: установка контрольных точек (Probing), сечение модели (Show Clip Planes).

результаты расчета - напряжения по Мизесу
рис. 14 результаты расчета - напряжения по Мизесу

Для просмотра деформации доступно представление анимации деформации (рис. 15).

результаты расчета - деформация
рис. 15 результаты расчета - деформация

Для оценки контактов доступна опция просмотра контактных давлений рис. 16

результаты расчета контактное давление
рис. 16 результаты расчета контактное давление

Кроме того можно для выбранного состояния сформировать отчет для помещения его в документ.

формирование отчета
рис. 17 формирование отчета

Вывод. В результате проведенных расчетов получена картина напряженно-деформированного состояния конструкции сварного кронштейна, значения максимальных напряжений и деформаций в конструкции, контактные давления в сварном шве.

Заключение. Безусловно, ASTP является достаточно мощным аппаратом интегрированным с Autodesk Inventor Professional средством проведения прочностных расчетов сборочных единиц, анализа собственных частот и оптимизации, получения быстрой и качественной оценки конструкций без дополнительных конвертаций и приобретения специализированных CAE-средств.

P.S. На данный момент ASTP интегрирована с Autodesk Inventor Professional посредством импорта структуры изделия в расчетный модуль. С версии AIP 2010 ASTP планируется интегрировать непосредственно в базовый пакет.

Информация об ASTP
рис. 18 Информация об ASTP

Бесплатно ASTP можно скачать по адресу: http://labs.autodesk.com/technologies/advanced_simulation/


Все приемы работы
Обсудить на форуме


  • Model Studio CS + nanoCAD Plus+CADLib Модель и Архив по специальной цене
  • Осенний ценопад в Академии САПР и ГИС
  • Выход технического обновления nanoCAD Plus 8.1