Расчет сварного кронштейна в Advanced Simulation Technology Preview (ASTP)
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
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.
Начинаем расчет, выбрав пункт выпадающего меню Function Study… появляется окно настроек моделирования (рис. 3)
Из Inventor транслируются модель с предустановленными свойствами материалов, переопределить или отредактировать можно выбрав в иерархическом списке "material" (рис. 4)
полный перечень доступных опций представлен на рис. 5
Закрепляем деталь: выбираем пункт меню Structural Constraint и указываем поверхности (рис. 6)
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)
Аналогично прикладываются нагрузки: в нашем случае это осевая сила по крепежным отверстиям (рис. 8)
По кнопке "ОК" и выборе в древе проекта "structural load" отображаются приложенные нагрузки (рис. 9)
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)
Все требуемые нагрузки и отношения присвоены, начинаем расчет. Выбираем меню: "Simulate". В опциях ("Advanced") устанавливаем параметры конечно-элементной сетки (рис. 11).
Качество расчетной сетки можно оценить выбрав пункт меню "Preview mesh" (рис. 12).
После выбора пункта "Simulate" и "ОК" начинается процесс расчета (рис. 13).
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).
Для просмотра деформации доступно представление анимации деформации (рис. 15).
Для оценки контактов доступна опция просмотра контактных давлений рис. 16
Кроме того можно для выбранного состояния сформировать отчет для помещения его в документ.
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.