Суть конечно элементного анализа

Базовый принцип, лежащий в основе КЭ анализа, состоит в разбиении математической модели рассматриваемой области на непересекающиеся подобласти (конечные элементы) и решении поставленной задачи на каждом элементе. Множество элементов, их свойств, граничных условий называется КЭ моделью. Поведение каждого элемента описывается определенным конечным числом степеней свободы, которые в сумме определяют число степеней свободы КЭ модели. Основные шаги МКЭ: идеализация, дискретизация, решение системы дифференциальных уравнений. Под идеализацией будем понимать переход от реальной физической модели к упрощенной (измененной) математической. Однако математические модели имеют бесконечное число степеней свободы, что влечет за собой практическую нереализуемость решения задачи на сложной математической модели. Ограничение числа степеней свободы мо- дели называется дискретизацией, а модель – дискретной моделью. Обратный дискретизации процесс называется континуализацией, а идеализации – идентификацией. Каждый этап численного моделирования вносит ту или иную погрешность в результат расчета. Особое внимание вы должны уделять двум этапам: идеализации – на этом этапе осуществляется переход к математической модели, что может внести существенную погрешность или даже кардинальную ошибку в результат; дискретизации – на этом этапе необходимо проверять сходимость численного решения к верному, причем при увеличении числа степеней свободы до бесконечного, ошибка дискретизации стремится к нулю (рис. 7.1-1). Всегда следует помнить, что КЭ анализ – это всегда компромисс (или баланс) опыта самого инженера, точности результата, мощности вычислительной техники, времени расчета, времени построения модели и т.д.

7) Конечно-элементная модель. Способы её представления

Основные модули NX

Базовый модуль NX. Этот модуль открывается при первом запуске системы. Этот модуль является основным в системе. В нем не производится никаких геометрических построений или операций над моделями. Его главной функцией является обеспечение связи между всеми модулями NX, а также просмотр существующих моделей. Внешний вид окна модуля представлен на рис. 1.1. Здесь можно производить следующие действия: создать новый файл, открыть существующий файл или запустить одно из приложений NX. Базовый модуль позволяет просматривать и анализировать существующие детали (а также выполнять динамические сечения, проводить измерения и т.д.).

Моделирование. Этот модуль предназначен для создания трехмерной модели детали. Он обладает широким набором инструментальных средств, при помощи которых можно построить геометрию любой сложности. Модуль содержит такие основные функции, как создание базовых и ассоциативных кривых, построение эскизов и твердотельных примитивов. В модуле имеются базовые операции над твердыми телами, такие как построение тел вращения, вытягивания заметаемых тел, булевы операции, работа с листовым металлом, моделирование поверхностей и ряд других. Окно модуля представлено на рис. 1.2.

Сборки. Этот модуль предназначен для конструирования сборочных единиц (узлов), моделирования отдельных деталей в контексте сборки (рис. 1.3).

Черчение. В этом модуле осуществляется построение различных видов чертежей деталей и сборок, сгенерированных из моделей, созданных в приложениях Моделирование и Сборки. Чертежи, созданные в модуле Черчение, полностью ассоциативны модели, на основе которой они построены. Пример чертежа показан на рис. 1.4.

Расширенная симуляция. Этот модуль предназначен для проверочных расчетов деталей и сборок на динамику и прочность, устойчивость, модального анализа, нелинейных расчетов, расчетов усталости/выносливости конструкции и тепловых нагрузок. В качестве решателя здесь используется NX Nastran, MSC Nastran, Abaqus, ANSYS, LS-Dyna.

Обработка. Это приложение состоит из нескольких модулей. Модуль токарной обработки предназначен для черновой и чистовой обработки цилиндрических деталей, нарезания резьбы. Плоское фрезерование применяется к деталям с вертикальными стенками и плоскими островами. Набор средств получения траекторий для 3-осевой фрезерной обработки. Электроэрозионная обработка деталей проволокой в режиме 2-х и 4-х осей. Наблюдение за инструментом во время его движения, проверка правильности удаления материала заготовки. Преобразование исходной программы обработки в программу станка и использование постпроцессора. Симуляция работы станка.

9).

10).