Зміст
Введення
1 Технічне завдання
1.1 Найменування розроблюваної моделі
1.2 Підстава для розробки
1.3 Вимоги до базового програмного забезпечення (ПО)
1.4 Склад і параметри апаратного забезпечення системи ..
2 Вибір і обгрунтування засобів реалізації
2.1 Вибір CAD - пакета
2.2 Вибір CAE - пакета
3 Побудова і розрахунок моделі ...
3.1 Створення об'ємної моделі деталі засобами CAD - пакета
3.2 Визначення властивостей матеріалу
3.3 Підготовка моделі до розрахунку
3.3.1 Завдання обмежень
3.3.2 Додаток навантажень
3.3.3 Розбивка моделі на кінцеві елементи
4 Результати розрахунку
4.1 Рішення моделі з заданими граничними умовами
4.2 Графічне представлення рішення
5 Оптимізація розрахунку розміру елемента МКЕ під ресурси ЕОМ
5.1 Завдання параметрів
5.2 Запуск процесу оптимізації
Висновок
Література
Введення
На сучасному етапі розвитку науки і техніки вже складно уявити проектування виробів та конструкцій без САПР. Труднощі в розробці промислових виробів поставили інженерів перед необхідністю поєднання ефективних методів вивчення особливостей поведінки виробів з поєднанням реального прототипу.
Не дивлячись на те, що практичне рішення реальних промислових задач механіки, як правило, зводяться до вирішення систем диференціальних рівнянь в приватних похідних, першим етапом при вирішенні подібних завдань, з допомогою CAD/CAE пакетів є побудова тривимірного прототипу досліджуваного виробу. Другий етап - найбільш важливий, на ньому виробляються необхідні розрахунки та оптимізація виробів. Саме тому, найбільш відповідальну роль серед усього різноманіття CAD/CAE програм грають пакети кінцево-елементного аналізу. Коло розв'язуваних ними завдань охоплює майже всі сфери інженерних розрахунків.
Також CAD/CAE системи дозволяють швидко і зручно обробляти та оформляти отримані результати.
В даній роботі будуть розглянуті:
В· Моделювання об'ємної конструкції в CAD пакеті.
В· Розрахунок напружено-деформованого стану об'ємної конструкції за допомогою САЕ пакета.
В·
1 Технічне завдання
1.1 Найменування розробляється моделі
В якості розроблюваної моделі виступає твердотільна модель об'ємної конструкції. Модель проходить два етапи до реалізації кінцевого результату. На першому етапі дана модель проектується засобами CAD-системи, на другому етапі проводиться розрахунок напружено-деформованого стану цієї конструкції за допомогою CAE-системи - кінцево-елементного пакета.
1.2 Підстава для розробки
Виконання розрахункового завдання з курсу "Обчислювальна математика "за сьомий семестр.
1.3 Вимоги до базового програмного забезпечення (ПО)
Для забезпечення отримання результату виконаної роботи потрібна наявність на комп'ютері встановленої і стабільно працюючої операційної системи Windows 98/2000/XP і програмних пакетів: CAD - SolidWorks2006 і CAE - COSMOSWorks
1.4 Склад і параметри апаратного забезпечення системи
Мінімальні вимоги, яким повинен задовольняти комп'ютер, який використовується для реалізації даної системи:
- процесор 1500 МHz і вище;
- 5 Гб вільного дискового простору;
- оперативна пам'ять 512 Мб;
- відеоадаптер SVGA, з доступними параметрами дозволу 800x600 High Color (16-bit).
2 Вибір і обгрунтування засобів реалізації
2.1 Вибір CAD - пакета
Існує безліч CAD-пакетів, таких як Компас, AUTOCAD, INVENTOR 5.0.
Autodesk Inventor (AI) - програма тривимірного параметричного моделювання об'єктів великої складності, яка призначена для організацій, які розробляють складні машинобудівні вироби.
КОМПАС 3D містить всі необхідні засоби для створення тривимірних моделей, володіє інтуїтивно - зрозумілим інтерфейсом. Основне завдання, яке вирішується системою - моделювання виробів з метою істотного скорочення періоду проектування і якнайшвидшого їх запуску в виробництво.
Для створення твердотільної моделі був обраний CAD-пакет 3D-моделювання В«SolidWorksВ». Його основними рисами є: дружній і інтуїтивно - зрозумілий інтерфейс, відносна простота в работе.Стоіт відзначити простоту в установці цього пакета на комп'ютер.
2.2 Вибір CAE - пакета
Існує безліч CAЕ-пакетів, таких як В«COSMOSWorksВ», В«ANSYSВ» і т.д.Для реалізації другого етапу роботи був обраний звичайно елементний пакет В«COSMOSWorksВ». Даний пакет володіє широкими можливостями, і здатний вирішувати завдання набагато переважаючі дану. Так само як і вищеописаний CAD - пакет, він володіє інтуїтивно зрозумілим інтерфейсом. Можна регулювати точність розрахунків через зміни накладення сітки. В«COSMOSWorksВ» є необхідним важким звичайно-елементним пакетом для застосування його в області САПР.
3 Побудова і розрахунок моделі
3.1 Створення об'ємної моделі деталі засобами CAD - пакета
Об'ємна конструкція деталі вигляд якої, представлений на малюнку 1, був створений в пакеті "SolidWorks", моделювання здійснювалося покроковим чином, із застосуванням декількох команд. Спочатку малювалася на ескізі двовимірна модель, потім в режимі 3D формувалася тривимірна деталь.
Послідовність дій наведена нижче на малюнках з 1 по 5:
Рисунок 1 - Об'ємна конструкція деталі
Малюнок 2 - Створення тривимірного ескізу
Рисунок 3 - Створення об'ємної моделі за допомогою операції В«Повернута бобишках/підставаВ»
Малюнок 4 - Об'ємна модель, і створення оболонки
Малюнок 5 - Готова 3D модель
3.2 Визначення властивостей матеріалу
Після того як деталь змодельована, задаються фізичні характеристики матеріалу, які в подальшому впливають на кінцевий результат. Матеріал задається його властивостями: в даному випадку це модуль Юнга, коефіцієнт Пуассона. Для того що б це зробити матеріал деталі необхідно додати в нову базу даних.
Щоб додати матеріал в нову базу даних матеріалів і призначити його для деталі:
У дереві конструювання FeatureManager зробіть наступне:
1.Нажміте правою кнопкою на В«ТвердотільніВ». У випадаючому списку виберете В«Застосувати матеріал до всіх ...В». З'явиться вікно В«МатеріалВ». На панелі В«Вибрати джерело матеріалуВ» виберіть пункт В«Бібліотечні файлиВ». Далі потрібно вибрати В«АлюмінійВ». Цей матеріал буде використовуватися в якості основи для нового матеріалу.
2. Далі на панелі В«Вибрати джерело матеріалуВ» виберіть пункт В«Певний користувачемВ». Тепер в правій частині вікна, на вкладці В«ВластивостіВ» ви можете задати необхідні властивості матеріалу:
Модуль Юнга: 700000
Коефіцієнт Пуассона : 2.6
Малюнок 6 - Фізичні властивості матеріалу
3. Натисніть В«OKВ». Алюміній буде призначений для деталі.
3.3 Підготовка моделі до розрахунку
На цьому етап 3D моделювання закінчений, властивості матеріалу визначені.
Для початку розрахунків необхідно створити набір параметрів, так зване В«ВправаВ». Для цього необхідно вибрати пункт меню В«COSMOSWorks/Вправа ...В» або натиснути на кнопку вправу на панелі інструментів В«COSMOSWorks - Основні функціїВ» Після чого потрібно буде ввести ім'я вправи, і потім з випадного списку вибрати пункт «ѳтка на твердому тілі В», і натиснутиВ« ОК В»(Малюнок 14).
Малюнок 7 - Створення нового вправи
3.3.1 Завдання обмежень
Для завдання обмежень і прикладання навантажен...
