Každá numerická analýza se skládá z několika základních kroků, které jsou popsány v následujícím článku. Základem analýzy je buď kompletní geometrický model, který pro potřeby výpočtu idealizujeme, nebo můžeme použít již zjednodušený model. Dalším krokem je definice sítě tvořené konečným počtem prvků (MKP - metoda konečných prvků). Následuje definice okrajových podmínek a zatížení. Posledním krokem je samotný výpočet a práce s výsledky.
V CAx systému Siemens NX jsou data, tvořená v jednotlivých fázích analýzy, ukládána do specifických souborů. Tyto soubory se liší příponou (*.prt, *.fem,. *.sim, *.op2).
Geometrický model
Název souboru v této fázi výpočtu: CELIST.prt
Geometrický model lze vytvořit přímo v NX v prostředí modeláře nebo můžeme importovat model z jiného CAD systému. Podporovaný je nejenom import univerzálních formátů STEP a IGES, ale i přímé otevření souborů CATIA, SolidEdge, Pro-E nebo SolidWorks.
Geometrický model obsahuje veškeré detaily, které konstruktér namodeloval aby zajistil potřebnou funkci dané součásti. V případě modelu vytvořeného v NX obsahuje model i jednotlivé prvky (funkce) pomocí kterých byl model tvořen (historie modelování). Pokud model importujeme, tak informaci o historii modelování nemáme.
Pro ukázku je použit model ve formátu parasolid s příponou *.x_t. Po načtení je importovaný soubor uložen s příponou *.prt.
Idealizovaný model
Název souboru v této fázi výpočtu:CELIST_fem1_i.prt
Idealizovaný model slouží jako mezičlánek mezi modelem geometrickým a modelem výpočtovým. Veškeré úpravy geometrie pro výpočtový model jsou realizovány v souboru s idealizovaným modelem. Díky tomuto postupu nedojde k poškození původního geometrického modelu. Geometrie idealizovaného modelu má asociativní vazbu na původní geometrii. Změníme-li původní geometrii, tak se změní i idealizovaný model.
Idealizace geometrie spočívá v odstranění drobných detailů, které nemají vliv na výsledky. Pro tento úkon lze využít automatizovaných nástrojů NX nebo ruční úpravy (dle úvahy výpočtáře). Idealizace probíhá v modulu Advanced Simulation. Výhodné je využít funkce tzv. synchronní technologie.
Výpočtový model
Název souboru v této fázi výpočtu:CELIST_fem1.fem
Ve výpočtovém modelu je veškerá geometrie převedena na polygony, které dále slouží k definici sítě konečných prvků. Polygon-ní geometrie je plně asociativní s původní geometrií CAD modelu (idealizovaného modelu). Po úpravě geometrického modelu tedy dojde k automatické aktualizaci sítě. Definované sítě mají v tomto souboru ještě přiřazeny fyzikální vlastnosti (např. materiál u objemových 3D sítí).
V příkladu výpočtu čelisti soustruhu je použita 3D tetraedrová síť (tetraedr = pravidelný čtyřstěn). Síť je v důležitých oblastech zjemněna s využitím nastavení automatického řešiče sítě.
Okrajové podmínky
Název souboru v této fázi výpočtu:CELIST_sim1.sim
Soubor obsahující okrajové podmínky může obsahovat definice pro různé varianty řešení. Jednotlivá řešení jsou tvořena s výchozím názvem Solution1, Solution2, atd. Tento název je vhodné změnit tak aby popisoval podstatu jednotlivých řešení (např. statika-puvodni, statika-uprava1, apod.). Název řešení se následně promítá i do názvu souboru obsahujícího výsledky.
V příkladu výpočtu čelisti jsou aplikovány okrajové podmínky zabránění posuvu na vybraných plochách a dále je zde zatěžující síla na plochu čelisti. Jednotlivé okrajové podmínky je vhodné pojmenovávat, tak aby popisovali jejich obsah (např. F=40kN, vetknuti, Rx=0, apod.).
Výsledky
Název souboru v této fázi výpočtu:CELIST_sim1_Solution1.op2
Výsledky jednotlivých řešení jsou při použití řešiče NX NASTRAN obsaženy v souborech s příponou op2. Tyto soubory jsou po vyřešení úlohy v NX automaticky načítány do záložky Results. Výsledky však lze otevřít i manuálně výběrem libovolného souboru *.op2.
Zobrazení výsledků probíhá přímo v NX v prostředí Advanced Simulation v záložce Results. K dispozici jsou při základním nastavení výsledné hodnoty posunutí, napětí a reakcí.
V naší ukázce je na obrázku zobrazeno redukované napětí, ze kterého je patrná koncentrace napětí v místě zápichu.