Wcześniej juz pisaliśmy o nowościach jakie pojawiły się w Simulation czyli o obliczeniach termicznych. Dziś chciałbym przybliżyć kilka nowości w Simulation, które przyśpieszą definiowanie modeli obliczeniowych jak ułatwią zinterpretowanie wyników.

Omówienie nowości chciałbym rozpocząć od funkcji Unites Bodies (obiekty zespolone). Funkcja ta pozwala na połączenie elementów przylegających do siebie. Co prawda była ona dostępna już w poprzedniej wersji Solid Edge ST4, ale można było za pomocą niej łączyć tylko powierzchnie. Chodziło o uzyskanie pojedynczego obiektu z sąsiadujących i stykających się ze sobą powierzchni tak aby nie było potrzeby definiowania kontaktów. Ponieważ polecenie świetnie sie sprawdzało i przyśpieszało proces przygotowania geometrii do obliczeń Siemens rozszerzył tą funkcję o łączenie elementów bryłowych.

Przykład działania funkcji Unites Bodies dla elementów powłokowych.

Przykład działania funkcji Unites Bodies dla elementów powłokowych w Solid Edge ST5 Simulation

Chcąc policzyć model jak pokazano na powyższej ilustracji, można było stworzyć powierzchnie a następnie nadać im kontakt typu krawędź-powierzchnia lub stworzyć obiekt powierzchniowy Unite Bodies (obiekt zespolony).

Różnica pomiędzy obiema metodami była głownie w jakości siatki. W przypadku nadawania kontaktów powierzchnie nie była dzielona w miejscu połączenia z krawędzią innej powierzchni. Używając Unite Bodies nie ma potrzeby nadawania kontaktów, a na powierzchnie w miejscu łączenia krawędzi z inną powierzchnią powstaje linia zawierająca wspólne węzły dla obu płyt. Wyniki porównujące wykazały, że wyniki obliczeń są zbieżne. Więc użytkownik może sobie wybrać metodę która bardziej przypadła mu do gustu. Pracując z dużymi modelami, praca z Unite Bodies jest szybsza do przygotowania geometrii do obliczeń od nadawania kontaktów.

Model bryłowy zamieniony na model powierzchniowy w Solid Edge ST5 Simulation

Model bryłowy zamieniony na model powierzchniowy.

Nałożona siatka na model w Solid Edge ST5 Simulation

Nałożona siatka na model.

Można zauważyć 2 istotnie zmiany podczas tworzenia siatki elementów skończonych. Na elementach powłokowych jest widoczna grubość powłoki. W oknie tworzenia siatki jest natomiast podany rozmiar tworzonej siatki co ułatwia podjąć decyzję o czy siatka będzie optymalna zanim zostanie model zmeshowany.

Wyniki dla modelu z nadanymi kontaktem w Solid Edge ST5 Simulation

Wyniki dla modelu z nadanymi kontaktem.

Wyniki dla modelu stworzonego na podstawie Unite Body.

Wyniki dla modelu stworzonego na podstawie Unite Body.

Jak widać na powyższych przykładach w jakości obliczeń nie widać znaczącej różnicy. Łatwiej i szybciej jest stworzyć model Unite Bodies ponieważ nie trzeba prowadzać parametrów kontaktu. Siatka w przypadku Unite Body jest zawsze wyrównana na połączeniu powierzchni więc wyniki są bardzo dokładne.

Pracując w ST4 i używając omówione wyżej polecenie Unite Bodies brakowało czasami połączeń bryła z bryłą i powierzchnia z bryłą. Siemens ponownie rozszerzył funkcjonalności o prośby użytkowników Solid Edge. Teraz w ST5 możemy łączyć ze sobą obiekty bryłowe z bryłowymi i z powierzchniowymi. Znacznie przyśpiesza to przygotowanie modelu do obliczeń a jednocześnie zachowuje tak jak model z nadanymi kontaktami typu „klejone”.

Poniżej przykład obiektu Unite Bosies powstałego z brył wraz ze spoinami. Dzięki połaczeniu unitet Bodies powstaje nam jednorodny obiekt który możemy szybko przeliczyć bez konieczności nadawania kontaktów.

Solid Edge ST5 Simulation

Połaczenie unitet Bodies

Połaczenie unitet Bodies w Solid Edge ST5 Simulation

Przykład połączenia elementów bryłowych i powierzchniowych:

Przykład połączenia elementów bryłowych i powierzchniowych w Solid Edge ST5 Simulation

Przykład połączenia elementów bryłowych i powierzchniowych w Solid Edge ST5 Simulation

Jak wynika z powyższych analiz możemy znacznie skrócić czas obliczeń do niezbędnego minimum przy znacznym przyśpieszeniu obliczeń zachowując dokładność obliczeń na najwyższym stopniu. Budowanie modelu obliczeniowego na dużych złożeniach jest bez porównania prostrze a jednocześnie czas obliczeń został skrócony.

Przygotowując model do obliczeń można zauważyć szereg nowości, które dodatkowo ułatwiają pracę inżyniera:

Podczas tworzenia siatki jest podana subiektywna wartość elementów skończonych co ułatwia podjęcie decyzji rozdzielczość siatkę będzie odpowiednia do analizowanej geometrii.

Tworzenie siatki w Solid Edge ST5 Simulation

W oknie tworzenia siatki pojawiła się nowa opcja „Show plate thickness” czyli pokaż grubość płyty. Pozwala na podgląd grubości siatki powłokowej.

Opcja "Show plate thickness" czyli pokaż grubość płyty w Solid Edge ST5 Simulation

Możliwość pokazania grubości na elementach powłokowych ułatwia analizę policzonych projektów wraz z interpretacją wyników na częściach bryłowych.Naprężenia występujące w elementach bryłowych (tulejka) oraz na elementach powłokowych w Solid Edge ST5 Simulation

Jak widać na powyższej ilustracji na modelu są pokazane naprężenia występujące w elementach bryłowych (tulejka) oraz na elementach powłokowych. Dodatkowo na powłokach jest wyświetlona grubość i można zauważyć, że profil kwadratowy podłużnicy jest dość cienką ściankę ale pomimo tego konstrukcja zachowuję swoją wytrzymałość i sztywność.

Chcąc przeanalizować co się dzieje w elementach powłokowych za pomocą sondy to program pokaże dokładną wartość naprężeń zarówno na powierzchni górnej jako i dolnej.

Jak widać w najnowszej wersji Solid Edge ST5 dodano szereg nowości w pakiecie obliczeniowym tak aby praca była jeszcze łatwiejsza i przyjemniejsza. Czas tworzenia modeli obliczeniowych jest znacznie krótszy przy zachowaniu wyników na najwyższym poziomie dokładności.

Liniowa i nieliniowa analiza MES