SimWise

SimWise

Program na výpočet pevnostních analýz.

SimWise 4D je spojením SimWise Motion, ktorý slúži pre kinematické a dynamické pohybové simulácie, a SimWise FEA, ktorý je určený na statické (lineárne) výpočty, výpočet vlastných tvarov, určenie ustáleného stavu prenosu tepla, a výpočet vzperu.

SimWise Motion

SimWise Motion poskytuje možnosť návrhu pozostávajúceho zo simulácie kinematiky alebo dynamiky.

• Vytvorenie pohyblivého modelu

Ako telesá/zostavy je možné použiť tvary vytvorené v SimWise pomocou jednoduchých príkazov alebo importom z CAD systému. Po načítaní/vytvorení budú automaticky priradené pôvodne nastavené materiálové vlastnosti.

• Pridanie/Riadenie pohybu

Pre čo najbližšie priblíženie k reálnej funkčnosti zostavy sú k dispozícii rôzne pohybové charaktery, ako napr.: motor, akčné členy, gravitácia, kontakt medzi telesami, pružina, tlmič, trenie, sily atď.

• Spustenie simulácie

Pre simuláciu je možné nastaviť dĺžku, počet snímkou za sekundu, zastavovaniu podmienku a pod. Simulácia sa spustí jednoduchým kliknutím na tlačidlo Run.

• Prehľad výsledkov

Pohybová simulácia SimWise Motion ponúka rôzne typy výsledkov. V prvom rade je vizuálna kontrola. Ďalej sa dajú vykresliť priebehy rôznych veličín, ako sú poloha, rýchlosť, zrýchlenie alebo sily. Pre niektoré veličiny, napr. sily, sa dá zobraziť jej vektor. Vykreslené grafy je možné zobraziť ako priebeh veličiny v čase, aktuálna hodnota, minimálna resp. maximálna hodnota, atď.

• Vydrží to?

Pri pohybovej simulácie Vám môže napadnúť táto otázka. Odpoveď Vám môže dať SimWise FEA.

SimWise FEA

SimWise FEA (Finite Element Analysis = Metóda Konečných Prvkov (MKP)) je nástroj pre zistenie hodnôt napätí, určenie vlastných tvarov, zistenie vzperu a prenosu tepla.

• Veľké množstvo väzieb a zaťažení

SimWise FEA obsahuje širokú ponuku možností pre správne definovanie podmienok telesa. V tých funkciách sa nachádzajú:

Spojité zaťaženie, Koncentrovaná sila, krútiaci moment, a tlak

Ukotvenie a rôzne iné obmedzenia

Predpísaná teplota, tepelná konduktivita, radiácia a pod.

Všetky tieto hodnoty je možné riadiť pomocou funkcií v SimWise. Tieto okrajové, resp. počiatočné podmienky sú aplikované priamo na základné teleso, nie na elementy alebo uzly, ako je to pri iných výpočtových softvéroch.

• Metóda riešenia

SimWise používa iteračne rýchly FEA riešič, ktorý výhodne využíva jadrá/jadro procesoru. Tento riešič je založený na Konjugovanej gradientnej metóde (Preconditioned Conjugate Gradient method).

SimWise obsahuje 10 uzlový element v tvare štvorstenu.

Vypočítané výsledky sa dajú zobraziť ako tieňované kontúry napätí/deformácie, deformovaný tvar alebo v animácii. SimWise FEA tiež vypočíta koeficient bezpečnosti alebo chybu výpočtu.

• Adaptivita znamená istota

Chyba výpočtu môže byť použitá ako vstupná hodnota pre iteračné riešenie nazvané H-Adaptivity, ktoré sa snaží minimalizovať túto chybu zmenou sieťovania v oblastiach najväčších chýb. Po zmene tejto siete znovu prebehne výpočet napätí s kontrolou chyby. Pred spustením riešenia je možné nastaviť maximálny počet iterácii alebo maximálnu hodnotu chyby.

SimWise Optimalization

Optimalizácia slúži predovšetkým k šetreniu materiálu, hmotnosti alebo ceny. SimWise 4D obsahuje optimalizačný algoritmus HEEDS od Red Cedar Technology.

Pre optimalizáciu sú potrebné tri veci:

Parametre (Parameters) – Hodnoty, ktoré sa budú meniť pre dosiahnutie optimálneho riešenia. V SimWise to môžu byť rôzne typy hodnôt, ako tuhosť pružiny alebo poloha väzby.

Cieľ (Objective) – Hodnota/Hodnoty, ktorá sa bude optimalizovať. Môže to byť hociktorá veličina, ktorá sa dá v SimWise zobraziť na grafe.

Obmedzenie (Contraints) – Hranice optimalizácie. Ako hranica môže byť použitá hociktorá veličina, ktorá sa dá zobraziť v SimWise na grafe.

Po spustení optimalizácie začne algoritmus hľadať najoptimálnejšie hodnoty a podľa potreby sa automaticky spúšťa simulácia Motion, FEA alebo Motion+FEA. Po skončení procesu sa zobrazí tabuľka s výsledkami, pričom najlepšie riešenie je označené Ranking 1.

Príklad na jednoduchý model:

Cieľom je nájsť také umiestnenia konca pružiny, aby maximálny krútiaci moment motora bol rovný alebo menší ako 5000 N*mm.

Premenná (Parameter) je poloha coordu v osi jeho osi Y (coord ma vlastný súradnicový systém) na konci pružiny.

Cieľ (Objective) je minimalizovať maximálnu hodnotu krútiaceho momentu.

Obmedzenie (Constraint) je, že maximálna hodnota krútiaceho momentu musí byť rovná alebo menšia ako 5000 N*mm.

Dominik Biro

Technik ZW3D

mail: biro@cadservis.com