1. Исследование кинематики твердых тел.
Анализ кинематики (motion simulation) в NX представляет собой
интегрированное CAEприложение для создания и анализа сложных
механических систем (механизмов). Для этих механизмов вы можете
получить результаты расчетов движений, сил, моментов, пересечения
объектов и сохранить трассировку, то есть объемную траекторию движения
тела в пространстве при работе механизма. Механизм в NX состоит из
кинематических объектов, которые представляют собой компоненты с
присвоенными им сценариями поведения. Кинематическими объектами
могут быть узлы, пружины, демпферы, силы, моменты и эластичные втулки.
Механизм создается посредством создания кинематических связей,
которые добавляют ограничения к геометрии. После задания механизма,
встроенный решатель осуществляет кинематический или
статический/динамический анализы. Результатами анализов являются
проверка пересечения объектов, графики, анимации движения или
электронные таблицы. В качестве кинематических решателей могут быть
использованы решатели MSC Adams/ Solver и FunctionBay RecurDyn.
Результаты, выдаваемые решателями, сходны для большинства механизмов.
2. Кинематический анализ упругих тел.
Исходя из расчета конструкции на прочность, различают три типа
расчетных моделей, которые могут одновременно применяться в одной
расчетной модели:
· модели из стержневых элементов;
· модели из оболочечных элементов;
· модели из сплошных объемных элементов (солидов).
К одномерным стержневым элементам относятся тела, один из размеров
которых на порядок (то есть в 10 раз) превышает два других размера.
Оболочка — это когда один из размеров тела на порядок меньше двух
остальных размеров (крыша автомобиля, днище автомобиля, крыло самолета,
обшивка самолета и т.п.). Все остальные тела, имеющие соизмеримые по
трем направлениям размеры, рассматриваются как солиды (типичные
представители этой группы деталей — блок цилиндров, шатун, коленчатый
вал). Степень сложности расчета растет от моделей из стержневых элементов
к моделям из солидов.
Этап приведения геометрической модели к расчетной является самым
сложным и пока мало поддающимся автоматизации. Без
квалифицированного специалиста, разбирающегося не только в методах
расчета, но и в исследуемом процессе, на сегодняшний день обойтись
невозможно.
Другим примером может служить прочностной анализ обычной
лестницы. Есть ли смысл разбивать трехмерную модель лестницы или
пролета моста на солиды или проще представить их в виде стержневой
модели, сведя задачу до расчета балок и рам, и таким образом намного
эффективнее достичь конечного результата?
Довольно большое число реальных объектов идеально вписываются в
оболочечные и стержневые модели. Однако не все так просто. Вот один из
примеров расчетов, проводимых в ЦАГИ и связанных с анализом
напряженно-деформированного состояния крюка планера, за который он
цепляется веревкой к самолету для разгона и набора необходимой высоты.
Казалось бы, расчетчики имеют дело с самым что ни на есть классическим
примером плосконапряженного состояния детали, изготавливаемой, кстати,
из обыкновенного листа, что и было учтено в расчетной модели. Первый же
расчет выявил достаточно нагруженную зону, на которую прежде никогда не
обращали внимание. Но как только расчетчики перешли к модели из солидов
и посчитали деталь с учетом других особенностей, выяснилось, что
критическая по нагружению зона «размазалась», напряжения
перераспределились, а выявленная зона на самом деле не является критичной
по напряжениям.
