NX Advanced Simulation. Инженерный анализ (3000,00 руб.)

Стр.3

Стр.500

Стр.501

Стр.502

Стр.503

Стр.504

УДК [62-112+624.01]:004.9NX Advanced Simulation ББК 30.4с515 Г65 Г65 Гончаров, П. С. NX Advanced Simulation. Инженерный анализ / П. С. Гончаров, И. А. Артамонов, Т. Ф. Халитов, С. В. Денисихин и др. — 2-е изд., эл. — 1 файл pdf : 505 с. — Москва : ДМК Пресс, 2023. — Систем. требования: Adobe Reader XI либо Adobe Digital Editions 4.5 ; экран 10". — Текст : электронный. ISBN 978-5-89818-508-4 Книга будет интересна инженерам-конструкторам, которые работают с NX и хотят воспользоваться приложениями для инженерного анализа, и профессиональным инженерам-расчетчикам, использующим другие решения и желающим познакомиться с системой NX Advanced Simulation, а также сегодняшним пользователям системы, заинтересованным в повышении своей квалификации. Книга сопровождается большим количеством примеров. Все модели, рассмотренные в книУДК [62-112+624.01]:004.9NX Advanced Simulation ББК 30.4с515 Электронное издание на основе печатного издания: NX Advanced Simulation. Инженерный анализ / П. С. Гончаров, И. А. Артамонов, Т. Ф. Халитов, С. В. Денисихин и др. — Москва : ДМК Пресс, 2012. — 504 с. — ISBN 978-594074-841-0. — Текст : непосредственный. ге, вы сможете найти на корпоративном сайте компании Siemens PLM Software по следующей ссылке: www.siemens.com/plm/ru/cae. Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но поскольку вероятность технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги. В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации. ISBN 978-5-89818-508-4 © © Общество с ограниченной ответственностью «Сименс Индастри Софтвер», 2012 © Оформление, Общество с ограниченной ответственностью «Сименс Индастри Софтвер», 2012 © Издание, ДМК Пресс, 2012

Стр.3

Содержание Содержание Предисловие ...................................................................................................... 6 Исторические корни NX Advanced Simulation ..................................................................................7 Часть I. Современные инструменты инженерного анализа в NX CAE ............................................................................................................. 9 Глава 1. Начало работы с NX Advanced Simulation ......................................... 9 1.1. Процесс инженерного анализа в NX Advanced Simulation .......................................................9 1.2. Возможности модуля NX Advanced Simulation ........................................................................10 1.3. Типы расчетов в NX Advanced Simulation ................................................................................12 1.4. Структура и этапы создания расчетной модели .....................................................................14 1.5. Основы метода конечных элементов .....................................................................................18 Глава 2. Подготовка геометрической модели .............................................. 23 2.1. Интеграция проектирования и расчетов ...............................................................................23 2.2. Команды панели инструментов Подготовка модели..............................................................25 2.3. Команды панели инструментов Срединная поверхность .....................................................37 2.4. Команды панели инструментов Синхронное моделирование ..............................................46 Глава 3. Создание и работа с конечно-элементными моделями ................ 59 3.1. Структура КЭ модели. Навигатор симуляции ..........................................................................59 3.2. Основные понятия о коллекторах. Материалы ......................................................................62 3.2.1. Работа с коллекторами, физические свойства .............................................................62 3.2.2. Библиотека материалов ................................................................................................64 3.3. Создание конечно-элементной модели ..................................................................................68 3.3.1. Создание 3D сеток .........................................................................................................68 3.3.2. Создание 2D сеток .........................................................................................................76 3.3.3. Создание 1D элементов ................................................................................................85 3.3.4. Создание 0D элементов ................................................................................................94 3.3.5. Операции с узлами и элементами ...............................................................................96 3.3.6. Условия сопряжения сеток .........................................................................................102 3.4. Ассоциативные данные конечных элементов ......................................................................105 3.4.1. Пространственные и оболочечные элементы ............................................................105 3.4.2. 0D и 1D элементы. Работа с балочными элементами ................................................108 3.5. Дополнительные возможности для КЭ моделей ..................................................................111 3.5.1. Параметры сетки .........................................................................................................111 3.5.2. Проверка конечно-элементной модели ....................................................................113 3.5.3. Импорт/экспорт КЭ моделей .......................................................................................115 3.6. Работа с полигональной геометрией ....................................................................................118 3.7. КЭ модели сборок .................................................................................................................124 3.7.1. Создание КЭ моделей сборок .....................................................................................125 3.7.2. Особенности работы с КЭ моделями сборок ..............................................................130 3.8. Пример. Создание конечно-элементной модели П-образной рамы ...................................133 499

Стр.500

Содержание 3.8.1. Импорт геометрической модели и создание новой КЭ модели .................................134 3.8.2. Создание срединных поверхностей ...........................................................................136 3.8.3. Задание условий для непрерывности КЭ сеток ..........................................................137 3.8.4. Создание 2D сетки. Задание физических свойств .....................................................138 3.8.5. Создание 3D сетки. Задание физических свойств .....................................................140 3.8.6. Моделирование неучтенных элементов конструкции ...............................................141 3.8.7. Настройка отображения .............................................................................................143 Глава 4. Создание расчетной модели .......................................................... 146 4.1. Структура расчетной модели. Навигатор симуляции ...........................................................146 4.2. Системы координат и поля данных ......................................................................................150 4.2.1. Системы координат ....................................................................................................150 4.2.2. Поля данных ................................................................................................................151 4.3. Нагрузки, условия на степени свободы и объекты симуляции ............................................156 4.3.1. Приложение нагрузок .................................................................................................159 4.3.2. Задание ограничений на степени свободы ................................................................163 4.3.3. Объекты симуляции, контактное взаимодействие ....................................................167 4.4. Подготовка к решению .........................................................................................................171 4.5. Пример. Создание расчетной модели и ее решение ...........................................................174 4.5.1. Открытие КЭ модели и создание нового файла расчетной модели ..........................175 4.5.2. Постановка условий контактного взаимодействия и склеивания частей конструкции ..........................................................................................................................175 4.5.3. Задание нагрузок ........................................................................................................177 4.5.4. Задание ограничений на степени свободы ................................................................179 4.5.5. Выполнение статического анализа .............................................................................180 4.5.6. Просмотр результатов статического анализа .............................................................180 Глава 5. Инструменты визуализации и обработки результатов ................ 183 5.1. Навигатор постпроцессора (Post Processing Navigator) .........................................................183 5.1.1. Дерево результатов Навигатора постпроцессора (Post Processing Navigator) ............183 5.1.2. Импорт файлов результатов ......................................................................................186 5.1.3. Выбор величины для отображения ............................................................................188 5.1.4. Панель инструментов Управление компоновкой ......................................................191 5.2. Основные возможности отображения .................................................................................194 5.2.1. Настройка отображения результатов .........................................................................194 5.2.2. Настройки отображения информации в графической области ................................202 5.2.3. Настройки отображения ребер и граней....................................................................207 5.2.4. Отображение минимальных и максимальных значений ..........................................207 5.3. Дополнительные возможности отображения ......................................................................209 5.3.1. Постпроцессор для сечений балочных элементов .....................................................209 5.3.2. Отображение результатов для оболочечных элементов ...........................................210 5.3.3. Создание анимаций ....................................................................................................211 5.4. Вывод числовых значений ....................................................................................................213 5.5. Работа с графиками ..............................................................................................................216 5.5.1. Создание графиков ....................................................................................................216 5.5.2. Управление графиками ..............................................................................................218 5.5.3. Работа с графиками. Панель инструментов График XY .............................................219 5.6. Дополнительные инструменты анализа результатов ...........................................................220 5.6.1. Результаты свободного тела........................................................................................220 500

Стр.501

Содержание 5.6.2. Манипулирование результатами ...............................................................................221 5.6.3. Экспорт изображений .................................................................................................222 Глава 6. Моделирование композитных конструкций ................................ 224 6.1. Особенности работы с композитными конструкциями в NX ...............................................224 6.1.1. Способы создания композитов и их организация в NX ..............................................225 6.1.2. Терминология и системы координат ..........................................................................225 6.2. Создание композитов на основе физических свойств.........................................................227 6.2.1. Ориентация материала ...............................................................................................228 6.2.2. Описание Разработчика композита ............................................................................229 6.3. Создание композитов с помощью глобальной укладки .......................................................237 6.3.1. Создание и драпировка ..............................................................................................237 6.3.2. Смещение пакета слоев и ориентация материала .....................................................239 6.3.3. Создание зон и дополнительные инструменты работы с композитами ....................240 6.3.4. Создание 3D композитов ............................................................................................243 6.4. Типы материалов и материалы с микроструктурой .............................................................245 6.4.1. Создание материала слоя ...........................................................................................245 6.4.2. Микромеханика материалов слоя ..............................................................................246 6.5. Параметры решения и просмотр результатов ......................................................................250 6.5.1. Параметры решения ...................................................................................................250 6.5.2. Особенности просмотра результатов .........................................................................251 6.6. Краткий обзор теории композитов .......................................................................................254 6.7. Пример. Статический анализ изделия из композитного материала ....................................255 6.7.1. Открытие файлов КЭ и расчетной модели .................................................................256 6.7.2. Задание композитного материала с помощью инструмента Разработчик композитов ...........................................................................................................................256 6.7.3. Создание драпировки композита ...............................................................................259 6.7.4. Выполнение статического анализа .............................................................................261 6.7.5. Просмотр результатов статического анализа для композитного изделия .................261 Часть II. Основные типы анализов конструкций......................................... 264 Глава 1. Линейный статический анализ ...................................................... 264 1.1. Линейный статический анализ ............................................................................................264 1.2. Методы решения системы уравнений равновесия ..............................................................265 1.3. Типы решений для линейного статического анализа ...........................................................266 1.4. Задание параметров решения ..............................................................................................269 1.4.1. Параметры вкладки Общий ........................................................................................270 1.4.2. Параметры вкладки Управление файлами ................................................................271 1.4.3. Параметры вкладки Управление выполнением .........................................................272 1.4.4. Параметры вкладки Настройки расчета .....................................................................273 1.4.5. Параметры вкладки База данных ...............................................................................274 1.4.6. Задание дополнительных параметров решения .......................................................275 1.4.7. Задание параметров решения для расчетного случая .............................................276 1.5. Линейное контактное взаимодействие ...............................................................................277 1.5.1. Основы линейного контакта .......................................................................................278 1.5.2. Параметры линейного контакта .................................................................................281 1.5.3. Рекомендации при решении линейного контакта .....................................................285 1.5.4. Вывод результатов линейного контакта .....................................................................286 501

Стр.502

Содержание 1.6. Соединение со склеиванием ...............................................................................................287 1.6.1. Параметры склеивания ..............................................................................................288 1.6.2. Вывод результатов склеивания ...................................................................................290 1.7. Термоупругий анализ ............................................................................................................290 1.7.1. Пример решения задачи термоупругости .................................................................291 1.7.2. Приложение NX Multi-Physics Solution ........................................................................296 1.8. Оптимизационный анализ ....................................................................................................297 1.8.1. Геометрическая оптимизация ...................................................................................298 1.8.2. Другие решения для оптимизации конструкций ........................................................303 1.9. Пример. Решение задачи с учетом линейного контактного взаимодействия .....................305 Глава 2. Устойчивость конструкций ............................................................. 314 2.1. Линейный анализ устойчивости ...........................................................................................315 2.2. Нелинейный анализ устойчивости .......................................................................................325 Глава 3. Динамический анализ конструкций ............................................. 334 3.1. Основы динамического анализа конструкций ....................................................................335 3.2. Учет инерционных и упругодемпферных свойств ...............................................................339 3.2.1. Массовые свойства .....................................................................................................339 3.2.2. Демпфирование .........................................................................................................341 3.3. Определение собственных частот и форм свободных колебаний конструкции ................344 3.4. Частотный анализ ..................................................................................................................354 3.4.1. Прямой метод .............................................................................................................355 3.4.2. Модальный метод .......................................................................................................363 3.5. Анализ переходных процессов .............................................................................................368 3.5.1. Прямой метод ............................................................................................................369 3.5.2. Модальный метод .......................................................................................................378 3.6. Дополнительные возможности решения задач динамики ..................................................380 3.6.1. Нелинейный динамический анализ ...........................................................................380 3.6.2. Динамическое редуцирование ..................................................................................382 3.6.3. Использование суперэлементов ................................................................................382 Глава 4. Нелинейный статический и динамический анализ ..................... 384 4.1. Введение в нелинейный анализ. Особенности КЭ моделирования .....................................384 Нелинейные решения NX NASTRAN ......................................................................................384 4.2. Геометрическая нелинейность .............................................................................................387 4.3. Нелинейность материалов ....................................................................................................387 4.3.1. Типы нелинейных материалов....................................................................................387 4.3.2. Упругопластический материал ...................................................................................389 4.3.3. Задание пластических свойств в NX ...........................................................................391 4.4. Контактное взаимодействие .................................................................................................394 4.4.1. Задание контактного взаимодействия ......................................................................395 4.4.2. Особенности решения контактных задач ...................................................................397 4.5. Решение нелинейных задач ..................................................................................................399 4.5.1. Параметры решений NLSTATIC 106 и 129 ..................................................................400 4.5.2. Параметры решений ADVNL 601 и 701 ......................................................................401 4.5.3. Дополнительные возможности...................................................................................402 4.6. Пример. Анализ тонколистовой штамповки ........................................................................402 4.6.1. Задание кривой деформирования упругопластического материала ........................404 502

Стр.503

Содержание 4.6.2. Создание условий контактного взаимодействия .......................................................405 4.6.3. Задание граничных условий .......................................................................................406 4.6.4. Создание нелинейного решения ................................................................................407 4.6.5. Просмотр результатов нелинейного анализа .............................................................408 Глава 5. Анализ тепломассопереноса .......................................................... 411 5.1. Возможности модуля для анализа теплопереноса ...............................................................411 5.2. Концепция работы ................................................................................................................412 5.2.1. Задание термооптических свойств материала ...........................................................412 5.2.2. Создание многослойных материалов .........................................................................413 5.3. Инструменты задания краевых условий ..............................................................................415 5.3.1. Запуск приложения .....................................................................................................415 5.3.2. Постановка задачи анализа сложного теплообмена .................................................417 5.3.3. Задание тепловых нагрузок ........................................................................................434 5.3.4. Задание граничных и начальных условий .................................................................435 5.4. Примеры решения задач ......................................................................................................438 5.4.1. Задача о нагреве бесконечной трубы ........................................................................438 5.4.2. Передача тепла посредством лучистого теплообмена ..............................................442 5.5. Учет массопереноса в тепловых задачах..............................................................................444 5.6.1. Задание напорно-расходной характеристики ............................................................446 5.6.2. Решение задачи о течении теплоносителя по трубке теплообменника ....................448 Глава 6. Моделирование гидрогазодинамических процессов .................. 456 6.1. Общие сведения о возможностях модулей NX Flow/NX Advanced Flow ...........................................................................................................456 6.2. Построение области течения с использованием технологии Wrap Surface .........................457 6.3. Применение технологии построения сеток Fluid Domain ...................................................459 6.4. Настройки решения ..............................................................................................................460 6.5. Задание граничных условий .................................................................................................463 6.6. Моделирование потерь давления ........................................................................................477 6.7. Модели турбулентности ........................................................................................................478 6.8. Параллельные вычисления в NX Advanced Flow ..................................................................481 6.9. Примеры решения задач ......................................................................................................482 6.9.1. Моделирование свободноконвективного течения в зазоре между двумя соосными цилиндрами .........................................................................................................482 6.9.2. Задача о смешении холодного и горячего потоков в Т-образном цилиндрическом канале .......................................................................................................487 Список литературы ........................................................................................ 497 503

Стр.504