Обзор CAE систем. Выбор оптимальной системы

1. Обзор CAE систем. Выбор оптимальной системы Преподаватель: Тихонов И.Н. Студент: Казимиров А. А. Группа: М-54052

2. CAE CAE – Computer Aided Engineering Компьютерный инженерный анализ CAE системы на этапе разработки проектов позволяют проанализировать и увидеть ошибки конструирования, полученные в ходе проектирования.

3. Достоинства CAE систем Замена ручного труда машинным; Уменьшение временных затрат; Возможность наглядного отображения результата; Возможность оптимизации.

4. Общее назначение Машиностроение Авиационная промышленность Металлургия Строительство

5. Разделение CAE Конструкционный анализ Технологический анализ

6. ANSYS ANSYS – это универсальный конечно-элементный программный комплекс, предназначенный для решения задач в различных областях инженерной деятельности.

7. Решаемые задачи ANSYS Конструкционные (модули Multiphysics, LS-DYNA, Mechanical, Structural, Professional, DesignSpace) Термические (модули Multiphysics, Mechanical, Professional, DesignSpace, CFX) Гидро- и газодинамические (модули Multiphysics, CFX) Электростатические, электромагнитные (модули Multiphysics, Emag) Междисциплинарные задачи, требующие вовлечения нескольких модулей одновременно или последовательно, когда расчетные результаты одного модуля используются в следующем модуле в качестве нагрузок

8. Области применения программы ANSYS Аэрокосмическая Автомобильная Биомедицинская Машиностроение Морская техника Нефтегазовая отрасль Турбомашиностроение Пожарная безопасность Проектирование мостов и зданий, электротехнического оборудования, тяжелого оборудования и станков Конструирование MEMS - микро-электромеханических систем Энергетика Электроника и приборостроение

9. EFD.Lab EFD.Lаb — программа для инженерных расчетов течений жидкости и газа Nika GmbH – немецкая фирма-разработчик, которая является европейским лидером по разработке прикладного программного обеспечения в области аэро- и гидродинамики, основной костяк разработчиков и программистов составляют выпускники МФТИ, МГУ и МАИ.

10. Возможности физического моделирования EFD.Lab • Внешние и внутренние течения • Возможность выделения областей с разными сплошными средами • Течения несжимаемых и сжимаемых вязких жидкостей • Несжимаемые и сжимаемые течения вязких газов • Ламинарные и турбулентные течения • Течения многокомпонентных  сплошных сред (до 10 компонентов) • Конденсация пара • Шероховатость стенок • Возможность проскальзывания (ненулевой скорости) сплошной среды на поверхности стенки • Возможность задания вращения деталей (роторов и статоров), учёт действующих на сплошную среду центробежных и Кориолисовых сил  • Пористые тела • Решение сопряжённых задач теплообмена • Вынужденная, свободная, или смешанная конвекция • Лучистый теплообмен • Нестационарные течения, учёт тепло- и массообмена

11. Применение EFD.Lab Аэрокосмическая промышленность Автомобильная промышленность Гидравлика Системы вентиляции и обеспечения теплового режима зданий и сооружений Приборостроение Нефтегазовая промышленность Медицина Текстильная промышленность Энергетика

12. Программный комплекс FlowVision Программный комплекс FlowVision решает трехмерные уравнения динамики жидкости и газа, которые включают в себя законы сохранения массы, импульса (уравнения Навье-Стокса), уравнения состояния

13. Вычислительные возможности программы FlowVision • 3D стационарные/нестационарные слабо сжимаемые/несжимаемые потоки жидкости • Ламинарные или турбулентные потоки • Турбулентные модели: k-e, ASM, RSM • Перенос скалярных величин и их флуктуаций • Свободные поверхности • Горение • Сопряженный теплообмен • Сопряженное моделирование движения жидкости с различными математическими моделями в различных областях • Граничные условия, зависящие от времени • Обмен информацией с программами конечно-элементного анализа

14. Области применения программы FlowVision • Внешняя аэро - гидродинамика: обтекание автомобиля, судна, самолета, ракеты, зданий и сооружений (определение коэффициентов сопротивления и подъемной силы, распределенная нагрузка, тепло- и массоперенос) • Внутренняя аэро- гидродинамика: течение в салоне автомобиля и в подкапотном пространстве, вентиляция внутренних отсеков, движение газов и жидкостей по магистралям и трубопроводам • Моделирование турбомашин: течение в турбинах, компрессорах, насосах, учет влияния гребных винтов на обтекание судна • Моделирование процессов горения: сжигание метана в котлах ТЭЦ, образование оксидов азота • Моделирование технологических процессов: моделирование теплопереноса в микроэлектронных схемах, расчет расходонапорных характеристик эжекторного насоса, водозаборных устройств, расчет смесителей и газовых миксеров, совместный теплоперенос между жидкостью и твердыми телами • Моделирование процессов изготовления деталей: литье металлов, расчет процессов затвердевания и кристаллизации • Экология, управление микроклиматом: распространения загрязнений и примесей в атмосфере и водной среде, отопление, вентиляция и кондиционирование

15. Программный комплекс "Универсальный механизм" Программный комплекс "Универсальный механизм" (УМ) предназначен для моделирования динамики и кинематики плоских и пространственных механических систем

16. Расширенные модули УМ UM Subsystems –модуль для создания базы данных типовых подструктур и расчета механических систем с большим числом степеней свободы; UM Automotive –модуль для моделирования динамики автомобиля; UM Caterpillar –модуль для моделирования гусеничных экипажей; UM Loco –модуль для моделирования динамики рельсовых экипажей; UM Optimization –модуль для параметрического сканирования и оптимизации; Служба распределенных вычислений; UM FEM – модуль для включения в модель механической системы упругие тела, импортированные из ANSYS; UM Control – позволяет интегрировать структурные схемы, созданные в Matlab/Simulink в модели механических систем; CAD interfaces – импорт графики и инерционных параметров твердых тел из САПР программ Компас, SolidWorks и Autodesk Inventor; UM Train – модуль для расчета продольной динамики поезда; UM Ballast  – модуль для расчета динамики гранулярной/балластной среды в плоской  постановке; UM Rail\Wheel Wear – модуль для прогнозирования износа профилей железнодорожных колес и рельсов.

17. Применение УМ Данный комплекс применяется в вагоностроении

18. Виртуальное производство от ESI Group Компания ESI Group решает многие сложные технологические процессы, такие как, штамповка, формовка с раздувом, сварка, литье, ковка и прочие, часто требуют нескольких пробных запусков до того, как будет получен приемлемый результат

19. Линейка продуктов ESI Group ProCast - моделирование  литья сложных деталей из чугуна, стали и цветных сплавов SysWeld - моделирование процессов сварки и термообработки металлов Pam-Assembly - имитация процессов сварки сборных конструкций Pam-Stamp - решение для моделирования холодно-листовой штамповки Pam-Form - моделирование термоформовки композитных и пластиковых деталей CalcoSoft - моделирование процессов непрерывного литья Pam-RTM - имитация процесса впрыска пластмассы через упрочнения

20. Линейка продуктов ESI Group

21. SolidCAST • САМАЯ ПОПУЛЯРНАЯ СИСТЕМА АНАЛИЗА ЛИТЬЯ МЕТАЛЛОВ • Ни одна система не обладает такой МОЩНОСТЬЮ, ПРОСТОТОЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ и ТОЧНОСТЬЮ, как SolidCAST • SolidCAST позволяет увидеть процесс кристаллизации отливки до производства оснастки, обнаружить и исправить ошибки

22. Достоинства SolidCAST • SolidCAST может применяться для моделирования заливки серого и ковкого чугунов, сталей, алюминиевых, магниевых, медных и никелевых сплавов, а также любых других. В поставку входит база данных, содержащая несколько сотен сплавов • С помощью SolidCAST возможно смоделировать процессы литья в землю, в кокиль, по выплавляемым моделям. Можно использовать любые элементы, как то: утеплители, холодильники, доливка в прибыли, каналы охлаждения, нагревательные элементы, а также всё, что используется в литейном производстве • В SolidCAST можно импортировать 3D модели из любой CAD-системы, или построить её средствами самой системы. • Графическое отображение результатов – очень мощное средство представления информации. Можно создавать не только цветные иллюстрации, но и AVI-файлы, и прикреплять их к отчёту

23. WinCAST • WinCAST (название программы под Windows) или Simtec (название программы под Unix) - программа для моделирования процессов литья металлических материалов в широком диапазоне технологий. Программа относится к классу тяжелых конечно-элементных систем анализа и работает очень эффективно в автомобильной и авиационной промышленности

24. Виды моделей в WinCAST • Заливка металла: течение расплава при гравитационной заливке с учетом поворота формы, заполнение формы под давлением; гидродинамический анализ совмещен с тепловым; существует связь через интерфейс с программой гидродинамических расчетов Flow3d • Затвердевание металла: расположение тепловых узлов и усадочных дефектов • Напряжения и поводка • Суперпозиция технологических и эксплуатационных напряжений • Микроструктура • Термообработка • Сварка

25. Виды литья в WinCAST • Под высоким давлением • Под низким давлением • По выплавляемым моделям • В кокиль • В песчаную форму • Оболочковое литье • Гравитационное • Центробежное • Непрерывное

26. LWMFlow LVMFlow — профессиональная система 3D моделирования литейных процессов. Программа позволяет без натурных экспериментов (а значит без затрат дополнительных средств) провести оптимизацию литниковой и других систем и, следовательно, избежать многих литейных дефектов — таких как включения шлака, холодные схлопывания, ужимины, эрозия, пузырьки газа, поверхностные дефекты, вариации твердости и т. д. Программа компьютерного моделирования литейных процессов LVMFlow позволяет автоматизировать рабочее место технолога литейщика, снизитьзатраты времени и средств на подготовку новых изделий. LVMFlow является превосходным средством подготовки квалифицированного персонала для литейных производств. Практика показала,что затраты на приобретение ПО LVMFlow окупаются в течение нескольких месяцев после начала эксплуатации пакета.

27. LWMFlow

28. ОПТИМАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

29. COSMOSWorks COSMOSWorks мощный и простой в использовании программный комплекс для проведения инженерных расчетов. Созданный для нужд аэрокосмической промышленности, COSMOSWorks позволяет решать любые инженерные задачи. COSMOSWorks является партнером SolidWorks, поэтому Вы просто подключаете модуль COSMOSWorks и проводите расчет. Используя интегрированное решение SolidWorks и COSMOSWorks, пользователи имеют эффективное недорогое решение своих задач. Используя масштабированный подход, Вы можете выбрать только необходимые инструменты.

30. COSMOSWorks Анализ сборок: Автоматическая генерация сетки с объединением различных компонентов в одну модель Анализ сборок с учетом разъединения и трения Анализ сборок с учетом больших нелинейных деформаций при контакте поверхностей и трении Анализ интерференции компонентов

31. COSMOSWorks РЕЗУЛЬТАТЫ И ВИЗУАЛИЗАЦИЯ: Для визуализации результатов COSMOSWorks поддерживает трехмерную графику, основанную на OpenGL. Постпроцессор позволяет просматривать следующие данные, полученные при расчете конструкции: напряжения, относительные и абсолютные деформации, деформированное состояние, энергия деформации, силы реакции собственные формы и частоты колебаний температура, градиенты температуры, тепловые потоки динамическое отображение сечений и вывод изоповерхностей мастер проверки конструкции позволяет определять коэффициент безопасности историю оптимизации конструкции графичесое отображение изменения параметров при P-методе

32. COSMOSWorks

33. NX • NX - это одна из лидирующих CAD/CAM/CAE система от компании Siemens PLM Software, построенная на лучших технологиях, предназначенных для создания изделий любой сложности • Основная задача системы NX состоит в сокращении стоимости создания изделия, улучшения его качества и сокращении сроков выхода на рынок

34. CAE NX • Полная интеграция, традиционной для CAD системы среды, с препроцессорами и постпроцессорами для различных инженерных решателей • Среда Scenario исключительно удобна для инженера, так как дает возможность быстро задать и проанализировать большое число альтернативных вариантов, которые отличаются не только расчетными случаями, но и конструктивными решениями • Обладает широким набором средств анализа, используемых для решения сложных нелинейных задач в области механики твердого тела, гидродинамики, переноса тепла, вибрационной акустики

35. ANSYS Workbench-Design Space • С помощью ANSYS Workbench-Design Space при моделировании изделий в системе трехмерного проектирования конструктор может одновременно провести анализ их работоспособности • ANSYS Workbench-Design Space может быть вызван прямо из меню SolidWorks и после анализа пакетом геометрии модели можно приступать к расчетам • Конструктор должен просто задать материал детали и действующие на неё механические и/или тепловые нагрузки

36. ANSYS Workbench-Design Space • После корректировки модели изделия в SolidWorks производится автоматический пересчет результатов •  При оптимизации конструкции изделия возможен просчет нескольких вариантов (ветвей) с сохранением результатов предыдущих расчетов • Легкость в использовании ANSYS Workbench-Design Spaceдостигается также за счет использования стандартных функций Windows, таких как копирование через буфер, «перетащи и брось», для задания нагрузок, параметров, создания новых вариантов (ветвей) расчетов • Для расширенного анализа данные из ANSYS Workbench-Design Space могут быть переданы в «большой» ANSYS