PLM a CAx systémy

Blog zaměřený na PLM a CAx systémy.

Materiálová nelinearita

Úloha materiálové nelinearity je taková úloha, při které dojde vlivem zatížení ke vzniku plastické (trvalé) deformace. Tento typ numerické analýzy již nelze v NX Nastran řešit pomocí řešiče pro lineární statiku (SOL 101), ale je nutné zvolit řešič pro nelineární statiku (SOL 106). Z pohledu materiálového modelu je pak nutná znalost tahového diagramu pro použitý materiál.

Tento typ úlohy je vhodné použít vždy, když chceme znát hodnotu maximálního napětí nebo skutečné deformace a při použití SOL 101 je překročena mez kluzu pro daný materiál.

Teplotní analýza (bimetal)

Základní teplotní úlohou využívající metody konečných prvků je teplotní analýza v ustáleném stavu (steady-state). Ustálený stav je takový stav kdy se teplota nemění v čase. Pomocí této analýzy lze řešit například úlohu vedení tepla, na kterou se zaměříme v dnešním ukázkovém příkladu. Jedná se o jednoduchý bimetalový pásek složený ze dvou materiálů (ocel a měď). Na tomto příkladu si ukážeme jednoduchý teplotní výpočet v ustáleném stavu a následné přenesení teplotního pole do strukturální analýzy.

Modální analýza v NX

Modální analýza je jednou z nejčastěji používaných numerických analýz pro posouzení dynamického chování konstrukce. Hlavní výhodou modální analýzy je její rychlost a jednoduchost. Nevyžaduje totiž žádné složité nastavení ani nutnost zadávat velké množství konstant. Výstupem této analýzy jsou hodnoty vlastních frekvencí a k nim příslušející vlastní tvary (módy). Pokud se hodnoty vlastních frekvencí shodují s budící frekvencí začne těleso rezonovat.

Modální analýzu lze řešit bez definice okrajových podmínek jako analýzu volného tělesa nebo s definicí okrajových podmínek jako analýzu tělesa upevněného.

Jednoduchý model nalisovaného spoje

V ukázce numerické analýzy nalisovaného spoje porovnáme výsledky získané analytickým výpočtem s výsledky získanými pomocí výpočtu metodou konečných prvků. Pro návrh nalisovaného spoje máme zadanou hodnotu přenášeného výkonu a otáček. Výsledkem je návrh rozměrů nalisovaného spoje a kontrola tlaku v nalisování. Právě pro kontrolu tlaku využijeme numerickou analýzu s definovaným kontaktem.

Průměr hřídele volíme tak aby vyhovoval pevnostní kontrole na krut. V našem případě volíme průměr hřídele d = 60 mm. Velký průměr D = 2*d = 120 mm a délka spoje l = 1,5*d = 90 mm.

Kroutící moment, který spoje přenese Mk = pi*d*l*p*f*d/2. Z tohoto vztahu určíme tlak v kontaktní ploše p, ze kterého určíme potřebný přesah pro nalisování Δd = d*p(C+1)/E.

Zpětně lze pak zkontrolovat maximální tlak v nalisovaném spoji pmax = Δd*E/(d*(C+1)).

Analysis Job Monitor

V CAx systému Siemens NX se v prostředí Advance Simulation spouští MKP výpočet pomocí funkce Solve. Pokud výpočet proběhne bez chyb lze v Post Processing Navigátoru zobrazit výsledky. V připadě že výsledky zobrazit nejde je zde několik možných chyb.

O dokončení výpočtu je uživatel informován v dialogovém okně Analysis Job Monitor vypsáním Complete za názvem souboru. Tato skutečnost ještě neznamená, že je výpočet v pořádku. Informace o výpočtu je nutné nejprve zobrazit.

Nejčastější chybou je zavření tohoto dialogového okna bez kontroly chyb výpočtu, která se provádí označením řádky s názvem souboru a zobrazením informačního okna.

Výpočet je v pořádku pokud nejsou v informačním okně vypsány žádné chyby nebo varování.