РЕФЕРАТ по дисциплине Применение прикладных программ расчетов машин и оборудования строительного комплекса на тему: Система APM. реферат. Модуль apm structure3D 4 Заключение 9
 Скачать 27.57 Kb.
|
ОглавлениеВведение 2 Модуль APM Structure3D 4 Заключение 9 Список используемой литературы: 10 ВведениеСистема APM WinMachine — наукоемкий программный продукт, созданный на базе современных инженерных методик проектирования, численных методов механики, математики и моделирования, гармонично сочетающий опыт поколений конструкторов, инженеров-механиков и других специалистов с возможностями компьютерной техники и технологии. Система APM WinMachine реализована по модульному принципу. Каждый модуль может работать как отдельно, так и в составе определенного комплекса, что позволяет пользователю выбрать оптимальный вариант поставки программного продукта. Простота работы с APM WinMachine позволяет существенно повысить производительность труда конструкторских отделов и без ущерба для предприятия снизить требования к квалификации сотрудников, работающих с системой. Адаптация и доработка поставляемых программ под требования заказчика, обучение работе с поставляемым программным обеспечением, а также постоянная техническая поддержка пользователей и предоставление им специализированных материалов по работе с системой позволяют вывести процесс взаимодействия «разработчик — пользователь» на качественно новый уровень. Возможности интеграции со сторонними программными продуктами (через обменные форматы) позволяют использовать для получения расчетных моделей ранее созданную графическую информацию, что существенно сокращает временные затраты в процессе проектирования. Возможности инструментального обеспечения позволяют решать обширный круг прикладных задач: проектировать механическое оборудование и его элементы с использованием инженерных методик, а также автоматически генерировать деталировочные чертежи и 3D-модели стандартных изделий ; выполнять анализ напряженно-деформированного состояния (с использованием метода конечных элементов) трехмерных объектов любой сложности при произвольном закреплении, статическом или динамическом нагружении; создавать конструкторскую документацию в соответствии с ЕСКД; использовать при проектировании поставляемые базы данных стандартных изделий и материалов, а также создавать собственные базы под конкретные направления деятельности предприятия. Если говорить более предметно, то часть модулей рассматриваемого программного продукта предназначена для проектирования деталей машин (механических передач вращения, валов и осей, подшипников качения и скольжения, упругих элементов машин), а также всевозможных видов их соединений (болтовых, заклепочных, сварных, шпоночных, шлицевых и т.д.). Другая часть ориентирована на прочностной (статический и динамический) анализ конструкций. Все расчетные модули имеют необходимые связи с графическими компонентами системы APM WinMachine, а также с базами данных стандартных элементов и материалов. Модуль APM Structure3DAPM Structure3D — модуль системы APM WinMachine, который, как нам кажется, способен существенно изменить ситуацию на российском рынке САПР. Система КЭ-анализа APM Structure3D успешно продается на рынке САПР, эффективно используется в машиностроении и строительстве. Это стало возможным благодаря русскоязычным интерфейсу и сопровождающей систему документации, сказалось и существенное снижение стоимости по отношению к западным аналогам. Нам удалось снизить стоимость продукта в десять и более раз. По количеству решаемых пакетом задач он несколько уступает зарубежным системам, однако те возможности, которыми обладает APM Structure3D, в большинстве случаев достаточны, а по соотношению «цена/качество» сегодня это наилучшее предложение на рынке. Пакет постоянно совершенствуется — как качественно, так и количественно. APM Structure3D позволяет рассчитать: величины напряжений и деформаций в любой точке конструкции, с учетом как внешнего нагружения, так и собственного веса каждого из элементов; запас устойчивости конструкции при ее сжатии и формы потери устойчивости; собственные формы и значения частот колебаний, а также соответствующие этим формам резонансные частоты; параметры вынужденных колебаний при произвольном изменении внешних силовых факторов; температурные поля и термонапряжения. Задачи решаются как в линейной, так и в нелинейной постановке. Под нелинейной постановкой понимается учет геометрической и физической нелинейности. В следующей версии системы APM Structure3D, выход которой запланирован на середину мая этого года, вводится в коммерческую эксплуатацию модуль расчета кинематики, динамики и кинетостатики механизмов и упругих тел. По тематике решаемых задач этот программный продукт близок к системе MSC.Adams. Объекты для КЭ-анализа обычно представляются в виде стержней произвольного поперечного сечения, пластин и оболочек, а также в виде твердотельных моделей и их произвольных комбинаций. Это позволяет рассчитать всё многообразие строительных и машиностроительных конструкций и их элементов. Твердотельную модель можно подготовить как в модуле APM Structure3D, используя его встроенные функции, так и с помощью разработанного в НТЦ АПМ редактора трехмерного моделирования APM Studio. Кроме того, посредством формата обмена STEP возможен импорт трехмерных моделей, созданных сторонними средствами. Весь комплекс необходимых инженерных вычислений в APM Structure3D осуществляется с использованием метода конечных элементов (МКЭ). При необходимости применяются и другие методы строительной механики, адекватные перечисленным выше задачам. Число конечных элементов для разбиения сечений стержней (и, следовательно, длительность времени расчета) устанавливается пользователем. По умолчанию в APM Structure3D заданы настройки, характерные для большинства расчетных случаев, однако общее количество конечных элементов ограничено только возможностями имеющейся в вашем распоряжении компьютерной техники. Для создания твердотельных и оболочечных элементов в модуле APM Studio предусмотрен специализированный генератор автоматического разбиения на конечные элементы, с помощью этого же инструмента можно задать условия закрепления и нагружения. Стержни также разбиваются на конечные элементы в автоматическом режиме с использованием встроенного генератора разбиения. В зависимости от топологии модели создаваемая КЭ-сетка может быть равномерной либо адаптивной, когда размер конечного элемента определяется геометрией детали. В местах большой кривизны размерность конечного элемента автоматически уменьшается. После построения КЭ-сетки необходимо решить систему уравнений, которые формируются в результате КЭ-анализа. Методы решения могут быть различными. В текущей версии системы реализованы два из них, однако это еще не предел. Критерием применимости того или иного метода может быть только корректность полученных с его помощью результатов расчета. Возникает резонный вопрос: насколько корректны полученные в APM Structure3D результаты вычислений? На этапе создания программного продукта, проверяя правильность осуществления многочисленных расчетных процедур, разработчики постоянно выполняли параллельные вычисления — как аналитические, так и численные, причем последние проводились в таких известных CAE-пакетах, как MSC.Nastran и ANSYS. Сейчас мы готовы утверждать, что результаты расчета в APM Structure3D полностью согласуются с результатами, которые дают известные зарубежные аналоги. Для эффективной реализации расчетных и графических процедур в модуле APM Structure3D имеется современный интерфейс специализированного назначения. Следует заметить, что от организации работы интерфейса зависит время, необходимое пользователю на подготовку модели, поэтому при разработке наших программных продуктов мы уделяли самое пристальное внимание именно вопросам интерфейсного характера. Если верить отзывам большинства из наших многочисленных пользователей, интерфейс препроцессора получился достаточно удобным и понятным. Специализированный интерфейс включает: графический редактор задания конструкций как комбинаций из стержней, пластин и твердотельных элементов; визуализатор пространственного представления модели; редактор задания плоских сечений стержневых элементов; редактор задания нагрузок, условий закрепления и механических характеристик составляющих конструкцию элементов; визуализатор результатов расчета. К элементам конструкции могут быть приложены следующие виды силовых факторов: сосредоточенные сила и момент; распределенные нагрузки по длине стержня; нагрузки, вызванные смещением опор; нормальная распределенная сила, действующая на пластину; ветровые и снеговые нагрузки, действующие на пластины, а также сейсмические нагрузки (в соответствии со СНиП); температурное воздействие на любые элементы конструкции. Реализована возможность работы с различными загружениями конструкции и их комбинациями, что очень важно при проектировании строительных конструкций. Отметим в этой связи, что модуль APM Structure3D имеет сертификат Госстроя России на соответствие СНиП и рекомендован к широкому применению при производстве строительных работ. В APM Structure3D имеется библиотека стандартных профилей и базы данных по материалам и их характеристикам. Специализированный редактор сечений обеспечивает возможность задавать произвольные нестандартные сечения (включая и многосвязные), а также редактировать существующие. Интерфейсная часть, предназначенная для демонстрации результатов расчета, проста и удобна, а главное сильно облегчает анализ полученных результатов и способствует принятию правильных решений . Интерфейс постпроцессора включает следующие визуализаторы: напряженно-деформированного состояния модели; распределения напряжений в любом текущем сечении любого стержневого элемента; силовых факторов и деформаций (линейных и угловых) в узловых точках; графиков функций, описывающих законы моментов изгиба и кручения, напряжений и деформаций, поперечных сил и т.п. по длине любого из стержней, входящих в состав конструкции; распределения тепловых полей. Подчеркнем, что по выбору пользователя результат расчета напряжений можно получать в форме эквивалентного напряжения или в виде его осевых компонентов. То же касается и деформаций: как результат расчета пользователь может вывести результирующие деформации либо их составляющие по различным осям координат. ЗаключениеШирокий спектр возможностей, предоставляемых модулем APM Structure3D, позволяет существенно улучшить качество проектирования механического оборудования и конструкций, сократить сроки их проектирования, а также значительно снизить вес создаваемого оборудования и уменьшить его стоимость. С использованием APM Structure3D можно проектировать конструкции, близкие к равнопрочным по критериям прочности, жесткости и вибрационной активности и, следовательно, всегда наилучшим образом отвечающие требованиям заказчика. Список используемой литературы:Симонович С.В Информатика. Базовый курс.2- е издание – СПб.: Издательство «Питер», 2005- 640 с. Макаров Е.Г. Инженерные расчеты в MathCAD. Учебный курс.- СПб.: Издательство «Питер», 2005.- 448 с. Методические указания по выполнению курсовой работы http://www.ascon.kiev.ua/cgi-bin/view.pl?/CAE/WinMachine/About/About http://www.cadacademy.ru/courses/software/detail.php?ID=1075 http://www.apm.ru/rus/machinebuilding/ http://www.center-it.net/staff/CAD_CAE_CAM/Stati/Stati_ob_APM_WinMachine/NovievazmojnostiproektaM%20Win.htm |