solidworks simulation и floefd практика методология идеология
SOLIDWORKS Simulation и FloEFD, Практика, Методология, Идеология, Алямовский А.А., 2020
К сожалению, на данный момент у нас невозможно бесплатно скачать полный вариант книги.
Но вы можете попробовать скачать полный вариант, купив у наших партнеров электронную книгу здесь, если она у них есть наличии в данный момент.
Также можно купить бумажную версию книги здесь.
SOLIDWORKS Simulation и FloEFD, Практика, Методология, Идеология, Алямовский А.А., 2020.
Оглавление.
Введение.
Глава 1. Жёсткость, прочность и динамика оросительной системы в линейной и нелинейной балочных моделях.
Глава 2. Анализ применимости стеклопластика для изготовления секции мобильного моста.
Глава 3. Ветровое воздействие на тонкостенный резервуар.
Глава 4. Вибрационный анализ прибора с подвижными элементами.
Глава 5. Рациональные алгоритмы и настройки для расчёта гидродинамики центробежного насоса с параметрическим анализом и оптимизацией.
Глава 6. Динамика виброизолированных систем.
Глава 7. Тепловой расчёт пульта нагрузок.
Глава 8. Тепловой расчёт редуктора с принудительным воздушным и водяным охлаждением.
Глава 9. Гидродинамический тепловой анализ автомобильного радиатора – многоуровневая модель.
Глава 10. Термоупругость автомобильного радиатора.
Глава 11. Кинематика, динамика и точность циклоидальных передач.
Глава 12. Расчёт четырёхпролётного анкерного участка линии электропередачи.
Глава 13. Опорожнение бака с воздухом через клапан.
Литература.
По кнопкам выше и ниже «Купить бумажную книгу» и по ссылке «Купить» можно купить эту книгу с доставкой по всей России и похожие книги по самой лучшей цене в бумажном виде на сайтах официальных интернет магазинов Лабиринт, Озон, Буквоед, Читай-город, Литрес, My-shop, Book24, Books.ru.
По кнопке «Найти похожие материалы на других сайтах» можно найти похожие материалы на других сайтах.
On the buttons above and below you can buy the book in official online stores Labirint, Ozon and others. Also you can search related and similar materials on other sites.
Solidworks Simulation и FloEFD. Практика, методология, идеология
Аннотация
Книга продолжает серию публикаций, посвящённых решению инженерных задач в среде SOLIDWORKS Simulation, включающей инструменты для анализа прочности – собственно Simulation; гидрогазодинамики и теплопередачи – Flow Simulation; кинематики и динамики механизмов – Motion. Материал основан на практическом опыте автора. Каждая глава посвящена отдельному объекту, представляющему определённый класс конструкций и обладающему методической ценностью. Изложение начинается с постановки задачи, затем следует анализ с точки зрения пригодности имеющихся инструментов. Подробно описаны построение расчётной модели в рамках реального технического задания, вычислительный процесс, получение результатов, их анализ и интерпретация.
Издание в первую очередь будет полезно инженерам, которым требуется понимание объектов через моделирование процессов, происходящих в них и вокруг них.
Оплата
Наш интернет-магазин работает только по предоплате!
Мы принимаем следующие виды оплаты:
Вы так же можете выбрать оплату по платежной квитанции и оплатить по ней покупку в отделении любого банка.
Юридические лица могут выбрать счёт на оплату.
Возврат денежных средств возможен в случаях:
Возврат не проводится в случаях:
Для оформления возврата обращайтесь по электронной почте dmkpress.help@gmail.com.
Доставка:
Курьерская доставка по Москве в течение 7 дней после оплаты заказа.
Стоимость доставки:
Самовывоз возможен в течение суток после оплаты.
Адрес для самовывоза:
115487, г. Москва, проспект Андропова, 38
Доставка почтой России: от 7 до 28 дней с момента оплаты заказа.
Стоимость доставки:
17 августа 2020 в 19:00
Файлы к книге?
электронная версия книги цветная. Файлы моделей запросим у автора.
Solidworks simulation и floefd практика методология идеология
Итак, курсы наконец-то начались, и я( по своей традиции) буду тут выкладывать материалы, которые позволят заранее подготовиться к занятиям и лучше их понять.
Материалы, которые я буду тут публиковать частично являются компиляцией из указанных ниже источников, а частично написаны вместе с моими коллегами и друзьями Сергеем Вакуленко, Ренатой Решетниковой и Алексеем Черных. Я также хочу выразить свою признательность моим друзьям Тамиле Ибрагимовой и Светлане Завгородней за дельные замечания, позволившие существенно улучшить эти материалы.
1. Алямовский, А.А. SolidWorks / COSMOSWorks. Инженерный анализ методом конечных элементов [Текст] / А.А. Алямовский. – М.: ДМК-Пресс, 2004. – 432 с.
2. Алямовский, А.А. SolidWorks 2007/2008. Компьютерное моделирование в инженерной практике [Текст] / А. А. Алямовский, А. А. Собачкин, Е. В. Одинцов, А. И. Харитонович, Н. Б. Пономарев. – БХВ-Петербург, 2008. – 1042 с.
3. Каплун, А.Б. ANSYS в руках инженера [Текст]: практ. пособие / А.Б. Каплун, Е.М. Морозов, М.А. Олферьева. – М.:УРСС, 2003. – 272 с.
4. Погосян, М.А. Электронное моделирование SSJ-100 [Текст] / М.А. Погосян, Е.П. Савельевских, Д.Ю. Стрелец, Г.В. Львова // Наука и технологи в промішленности. – 2011. – №3. – С. 8 – 20.
5. Опыт применения систем MSCSoftware на предприятиях России и стран СНГ.
6. Одиноков, Ю.Г. Расчет самолета на прочность [Текст] / Ю.Г. Одиноков. – М.: Машиностроение, 1973. – 392 с.
7. Swift, T. The effects of rivet yielding on residual strength of stiffened structure containing cracks // Application of fracture mechanics to built-up structures. Amsterdam, 1979. pp. 3.38-3.42.
8. S. Postupka, A. Kuhwed, F.J. Arends, J.A. Vorobjow. Berechnung von Bolzenverbindunger in CFK. //Тр. IV междунар. конф. «Новые технологии в машиностроении». Харьков – Рыбачье 3-8 сент. 1997 года.
Обеспечение безопасности и эффективности эксплуатации изделий авиационной техники является комплексной проблемой, сложность которой обусловлена спецификой самолета, как транспортного средства. Достижение высоких летных, эксплуатационных и экономических характеристик требует максимального снижения массы конструкции при условии обеспечения безопасности эксплуатации в пределах назначенного ресурса.
Успешное решение задачи обеспечения ресурса предполагает корректное определение нагрузок на конструкцию на различных режимах полета в эксплуатации; точный анализ напряженно-деформированного состояния агрегатов и элементов, особенно в зонах повышенной концентрации напряжений; применение современных методов расчета долговечности при нерегулярном нагружении.
Развитие вычислительной техники привело к широкому внедрению в практику инженерной деятельности программных пакетов для трехмерного моделирования конструкции (CAD-пакеты) и программных пакетов, использующих метод конечных элементов (CAE-пакеты), реализованного в ряде специализированных программных продуктов типа NASTRAN, PATRAN, ANSYS и др.
Использование МКЭ позволяет, намного более точно, еще на этапе проектирования, определять нагрузки, действующие на самолет в полете. Такие задачи решает направление статистической динамики, которое основано на рассмотрении динамической модели самолета в условиях случайных воздействий, связанных с турбулентностью атмосферы.
С другой стороны, разработанные методы расчета напряженного состояния конструкций на основе МКЭ позволяют достаточно точно решать задачи об общем, местном и локальном НДС конструкции, включая задачи о концентрации напряжений и контактные задачи передачи нагрузки крепежными элементами.
Необходимо отметить, что прочность и долговечность конструкции в значительной степени зависят от опытности конструктора и умения применить ведомственные нормативы, «Сопротивление материалов» и «Детали машин». Реально же, можно заметить, что большинство конструкторов редко занимаются какой-либо одной проблемой достаточно долго, чтобы оценить, насколько пригодны для нетиповых проблем эмпирические зависимости, используемые в апробированных расчетных методиках. В таком случае, на выходе может быть получено изделие совершенно не удовлетворяющее требованиям прочности.
Еще одним следствием поверхностного отношения к прочностному анализу могут стать многократные запасы прочности и избыточная материалоемкость.
Очевидно, что функциональность СAD/CАЕ продуктов только косвенно влияет на систему проектирования и производства. Но в том, что касается действий конкретного инженера, прогресс налицо. Программы, основанные на методе конечных элементов, позволяют с достаточной оперативностью выполнить прочностной анализ и оценить несущую способность изделий, не укладывающихся в каноны аналитических и «полуаналитических» зависимостей. А реализация расчетных программ в рамках систем геометрического моделирования, ставших обычным инструментом конструктора, делает инженерный прочностной анализ практически неизбежным.
При этом необходимо четко понимать, что, как правило, залог создания удачной конструкции является квалификация исполнителя, а расчетные программы используются только для проверки того, что получилось, а также поставляют материал для дальнейших проб. В этом случае применение инструментов МКЭ, интегрированных в инженерные программы, позволяет перебирать варианты с минимальными потерями времени на выполнение рутинных операций.
К огромному сожалению, значительное число, как учебных курсов, так и книг, посвященных обучению программным пакетам, использующих МКЭ, строятся исключительно на изучении разнообразных команд данного пакета, расшифровке типов элементов, описанию математических методов используемых решателем и пр.
Основные этапы численного исследования прочности конструкций
Поскольку предполагается, что слушатели курса уже имеют общее представление о расчетах МКЭ и обладают базовыми навыками работы в каком-либо из КЭ пакетов, вкратце повторим основные этапы расчета конструкции с помощью МКЭ.
В основе любого расчета на прочность лежит расчетная схема, включающая в себя геометрию конструкции и действующие на нее нагрузки (механические и температурные). В дальнейшем, в зависимости от конечных целей расчета, задавая те или иные свойства материала, определяются напряжения и деформации в элементах конструкции. Затем на основе анализа поля напряжений устанавливается наиболее опасное сечение, при этом используются те или иные гипотезы прочности, в зависимости от свойств материала и условий работы конструкции.
Естественно, что при создании расчетной схемы сложной конструкции прибегают к некоторому упрощению ее формы, при этом достоверность результатов расчета напрямую зависит от принятого упрощения.
Теории упругости и пластичности, теория пластин и оболочек и другие аналитические теории решают большое количество технических задач, связанных с исследованием напряженно-деформированного состояния твердых тел. Тем не менее, многие практически важные технические задачи не могут быть решены аналитически вследствие сложности геометрии конструкции и граничных условий. Так, например, задачи по определению напряжений, перемещений, собственных частот в конструкции с простой геометрией могут быть решены аналитически, используя общепринятые зависимости из курсов «Сопротивления материала», «Строительной механики» и т.д. Задачи со сложной геометрией обычно решают численными методами, к которым относится, в частности, и метод конечных элементов.
Стремление рассмотреть все более близкие к действительности форму конструкции и условия ее работы, а также необходимость учета реальных особенностей деформирования материала требуют дальнейшего совершенствования численных методов расчета.
Для расчета элемента конструкции МКЭ, модель конструкции сложной формы делится на более мелкие части (конечные элементы) сравнительно простой формы, в пределах которых ищется приближенное решение. Результатом расчета является поле напряжений и перемещений в конструкции.
Основные типы конечных элементов
Имеются несколько наиболее используемых типов конечных элементов: брус, стержень, тонкая пластина или оболочка, двумерное или трехмерное тело. Естественно, что при построении модели могут быть использованы не один, а несколько типов элементов.
Достоверность расчетов по МКЭ зависит от многих факторов. В значительной степени достоверность результатов зависит от плотности сетки и типа используемого конечного элемента.
Конечные элементы могут быть линейными (элементы первого либо низшего порядка) или параболическими (элементы второго либо высшего порядка).
Линейные элементы имеют прямые стороны и узлы только в углах. Таким образом, минимальное число узлов для трехстороннего элемента равно 4.
Параболические элементы имеют промежуточный узел (либо два узла) вдоль каждой из сторон. При равном количестве элементов параболические элементы дают значительно большую точность вычислений, т.к. они довольно точно воспроизводят криволинейную геометрию модели и имеют более точные функции формы (аппроксимирующие функции). Однако расчет с применением конечных элементов высоких порядков требует больших компьютерных ресурсов и большего машинного времени.
Необходимо помнить, что МКЭ — приближенный метод, точность которого напрямую зависит от правильного выбора типов и размеров конечных элементов. Так, например, более плотная сетка требуется там, где ожидается резкое местное изменение напряжений (большой градиент напряжений) или деформаций. В то же время более редкая сетка может применяться в зонах с более или менее постоянными деформациями или напряжениями, а также в местах конструкции, не анализируемых на данном этапе исследования. В связи с этим исследователь должен уметь предвидеть области концентрации напряжений.
Основные подходы к представлению объекта исследования в виде КЭ модели
При решении задачи расчета общего и локального НДС конструкций можно пользоваться различными подходами к созданию конечноэлементной модели. Эти подходы различаются типом используемого конечного элемента: балочный элемент, оболочка либо твердое тело. Рассуждая о целесообразности использования того или иного типа конечного элемента, следует исходить из специфики конкретной задачи и имеющихся в наличии счетных ресурсов. В последнее время для многих задач ограничение по счетным ресурсам перестало играть существенную роль, поэтому выбор типа КЭ определяется преимущественно характером решаемой задачи.
Ниже мы на примере самолета (мы же все-таки авиационный ВУЗ
) рассмотрим, в каких случаях нужно выбирать те или иные виды конечных элементов.
Нужно еще раз подчеркнуть, что выбор типа конечного элемента представляет собой крайне важную, и зачастую весьма сложную и неоднозначную задачу. В основном, решение этой задачи основано на индивидуальном эмпирическом познании расчетчика. Приведенные далее рекомендации не претендуют на абсолютность, но могут быть весьма полезны в практическом применении.
БАЛОЧНЫЕ МОДЕЛИ
Весьма обособленным классом конечноэлементных моделей авиационных конструкций являются модели, построенные на балочных элементах. Применяются такие элементы, в основном, при моделировании тех объектов, где их применение физически ясно и не вызывает сомнений. То есть там, где в рамках аналитических методов используются расчетные схемы стержня или балки. Это моторамы, рамные и ферменные конструкции фюзеляжей, крепления агрегатов и тому подобное. Для моделирования тонкостенных конструкций (крыла, фюзеляжа) исключительно балочные элементы (без оболочечных) используются редко. Пожалуй, одной из немногих задач, решаемых в такой постановке, является задача о динамическом нагружении конструкции самолета при исследовании отклика конструкции на маневренные нагрузки (управляющие воздействия органов управления) и нагрузки при полете в неспокойном воздухе. В рамках решения таких задач подробно моделировать конструкцию самолета затруднительно, да и нецелесообразно. Вместо того, чтобы задавать все геометрические параметры силовых элементов, разумно использовать балочные элементы, и задавать моменты инерции, площади и погонную массу сечений. Конструкция самолета при этом представляется в виде совокупности балок, соответствующих консолям крыла, фюзеляжу, поверхностям оперения.
Когда речь идёт о расчетах на этапе проектирования, объектом исследования являются геометрические и массовые параметры конструкции, при заданных ограничениях прочности, жесткости, долговечности, надежности и т.д. использовать твердотельные элементы нецелесообразно. Так как изменение параметров твердотельной модели хоть и возможно, но гораздо более затруднительно, чем для оболочечной либо балочной модели. А именно, зачастую невозможно варьировать параметры твердотельной модели в автоматическом режиме, что ограничивает проведение оптимизационных расчетов. Далее, ввиду концентрации напряжений на нерегулярных зонах твердотельной модели затруднительно получать значения общего НДС, которые, собственно, и необходимы на этапах проектирования.
КОМБИНИРОВАННЫЕ, ОБОЛОЧЕЧНЫЕ И ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ МОДЕЛИ
Проверочные расчеты, как правило, выполняют как на оболочечных, так и на твердотельных моделях. На этом этапе геометрические и массовые параметры конструкции известны, а объектом исследования являются прочностные и жесткостные параметры конструкции. Выбор оболочечных либо твердотельных элементов определяется трудозатратами на моделирование и обработку результатов расчета. Когда речь идёт о прочности основных агрегатов самолета как-то крыло, фюзеляж, оперение, расчет, как правило, проводится многоступенчато: сначала следует рассчитать общее НДС, затем локальное НДС, и, наконец, проанализировать местную прочность. При такой схеме анализа общее и локальное НДС зачастую рассчитывают на оболочечных моделях. Впрочем, для множества элементов конструкции планера самолета расчет местной прочности также бывает возможен без использования твердотельных элементов. Это связано с тем, что для авиации характерны тонкостенные конструкции, напряженно-деформированное состояние которых с достаточной для практических расчетов степенью точности может быть получено в рамках оболочечных моделей.
При использовании оболочечных моделей многие силовые элементы могут быть представлены в виде балочных элементов. Это могут быть: стрингеры либо полки стрингеров, пояса лонжеронов и нервюр. Использование балочных элементов в этом случае обусловлено, преимущественно, снижением трудоемкости создания конечноэлементной модели. Так, вместо задания реального профиля стрингера достаточно задать его площадь поперечного сечения, моменты инерции, а также расположение главных центральных осей.
Следует отметить, что как твердотельные, так и комбинированные оболочечно-балочные конечноэлементные модели авиационных конструкций способны обеспечить достоверный результат. В любом случае, для достижения заданной точности следует руководствоваться общими для любых конечноэлементных расчетов принципами, в частности, следует определять оптимальный размер конечноэлементной сетки исходя из исследования сходимости результатов. В настоящее время во многих конструкторских бюро существует подход, в рамках которого одним конечным элементом представляют один пролет элемента конструкции: участок стрингера между двумя нервюрами, участок пояса нервюры между двумя стрингерами, участок обшивки, ограниченный соседними стрингерами и поясами нервюр, и т.п. Не претендуя на однозначно-отрицательную оценку такого подхода, следует отметить, что анализ построенных таким образом моделей указывает на недостаточную плотность разбиения. Безусловно, анализ сходимости результата имеет большую трудоемкость при ручном разбиении модели, но это не должно становиться причиной полного отказа от такого анализа.
Примеры конструкции самолета и трехмерных конечно-элементных моделей его планера для анализа прочности показаны на прикрепленных рисунках (электронная конструктивно-силовая схема транспортного самолета SSJ-100; семейство оболочечно-балочных конечно-элементных моделей, созданных для оценки общего НДС конструкции самолета SSJ-100; НДС, нанесенное на оболочечно-балочную конечно-элементную модель самолета SSJ-100).
Для завершения дискуссии о выборе типа конечных элементов нельзя не отметить, что на выбор зачастую влияет наличие завершенной трехмерной модели объекта. Безусловно, при наличии достаточных счетных ресурсов и готовой трехмерной модели кажется неразумным построение оболочечной модели. Однако следует осознавать весь тот объем работ, который необходимо проделать по подготовке трехмерной модели к расчету: объединение твердых тел, упрощение геометрии, в частности ликвидация крепежных отверстий, фасок, скруглений и т.д.). Едва ли не бóльшую сложность вызывает анализ результатов расчета твердотельной модели. Вместо трёх напряжений по толщине (сверху, снизу, и посередение) оболочечного элемента приходится иметь дело с неким распределением напряжений по твердотельному элементу. За счет того, что при разбиении зачастую используют только один элемент по толщине, это распределение может быть далеко от реальной физической картины.
Вышла новая книга А.А. Алямовского «SOLIDWORKS Simulation и FloEFD. Практика, методология, идеология».
В книге рассмотрены следующие темы:
Для повышения конкурентоспособности клиентов книга распространяется представителями Группы компаний SWR исключительно при прохождении обучения по следующему ПО: SolidWorks Premium, SolidWorks Simulation, Flow Simulation, FloEFD.
По запросу предоставляются цветные иллюстрации, а по согласованию – некоторые из расчётных моделей.
Сегодня в учебных классах Группы компаний SWR cостоялось торжественное вручение новых книг инженерам-расчетчикам промышленных предприятий, прошедших специальное обучение.
Автор книги А.А. Алямовский с учениками
Группа компаний SWR – ведущий российский системный интегратор и поставщик современных технологий автоматизации в рамках концепции PLM. Компания обладает всеми необходимыми компетенциями и практическим опытом, чтобы обеспечить высокую конкурентоспособность российских предприятий на внутреннем и зарубежных рынках за счет эффективного применения информационных технологий при минимальных сроках возврата инвестиций.
Группа компаний SWR предлагает широкий спектр профессиональных услуг в сфере внедрения масштабируемых PLM-решений, включая опытно-конструкторские и технологические работы по созданию информационных систем по техническому заданию заказчика, интеграционные проекты в рамках информационного кластера PLM/ERP/MRP/MES/BI, поставку высокопроизводительных программно-аппаратных комплексов, инжиниринговые проекты, технический аудит, аутсорсинг, работы по наследованию данных, консалтинг и многое другое.
Постоянными заказчиками компании являются более 3 000 предприятий и 400 учебных заведений России и стран ближнего зарубежья.
Редакция CNews готова принять пресс-релизы компаний на адрес news@cnews.ru.
Приглашаем вас делиться комментариями о материалах CNews на наших страницах платформ Facebook, Telegram и Twitter.
SOLIDWORKS Simulation и FloEFD, Практика, Методология, Идеология, Алямовский А.А., 2020
По кнопке выше «Купить бумажную книгу» можно купить эту книгу с доставкой по всей России и похожие книги по самой лучшей цене в бумажном виде на сайтах официальных интернет магазинов Лабиринт, Озон, Буквоед, Читай-город, Литрес, My-shop, Book24, Books.ru.
По кнопке «Найти похожие материалы на других сайтах» можно искать похожие материалы на других сайтах.
On the buttons above you can buy the book in official online stores Labirint, Ozon and others. Also you can search related and similar materials on other sites.
SOLIDWORKS Simulation и FloEFD, Практика, Методология, Идеология, Алямовский А.А., 2020.
Оглавление.
Введение.
Глава 1. Жёсткость, прочность и динамика оросительной системы в линейной и нелинейной балочных моделях.
Глава 2. Анализ применимости стеклопластика для изготовления секции мобильного моста.
Глава 3. Ветровое воздействие на тонкостенный резервуар.
Глава 4. Вибрационный анализ прибора с подвижными элементами.
Глава 5. Рациональные алгоритмы и настройки для расчёта гидродинамики центробежного насоса с параметрическим анализом и оптимизацией.
Глава 6. Динамика виброизолированных систем.
Глава 7. Тепловой расчёт пульта нагрузок.
Глава 8. Тепловой расчёт редуктора с принудительным воздушным и водяным охлаждением.
Глава 9. Гидродинамический тепловой анализ автомобильного радиатора – многоуровневая модель.
Глава 10. Термоупругость автомобильного радиатора.
Глава 11. Кинематика, динамика и точность циклоидальных передач.
Глава 12. Расчёт четырёхпролётного анкерного участка линии электропередачи.
Глава 13. Опорожнение бака с воздухом через клапан.
Литература.