Что такое программное обеспечение для структурного анализа?

Что такое программное обеспечение для структурного анализа?

Программное обеспечение для структурного анализа представляет собой ряд процессов, которые вычисляют физические величины, которые изменяются при приложении нагрузок к анализируемой конструкции, а также оценивают и анализируют их на основе полученных результатов расчетов.

Рассчитываемые физические величины включают деформацию, внутренние силы (напряжения), тепло и частоты вибрации. Целью программного обеспечения для структурного анализа является снижение риска отказа путем прогнозирования результатов до фактического создания желаемой конструкции.

Оно также дает подсказки о том, как сделать конструкцию лучше. Программное обеспечение для структурного анализа также можно использовать для прогнозирования результатов больших конструкций, которые сложно протестировать.

Применение программного обеспечения для структурного анализа

Области, в которых часто используется программное обеспечение для структурного анализа, включают разработку и производство автомобилей, архитектурное и гражданское строительство, производственные исследования обработки металла и разработку резиновых изделий.

1. Автомобилестроение

Программное обеспечение для структурного анализа является незаменимой технологией в разработке современных автомобилей. Программное обеспечение для структурного анализа используется для многих компонентов для улучшения ходовых качеств, обеспечения безопасности, экономии энергии и снижения затрат.

2. Архитектура и гражданское строительство

Программное обеспечение для структурного анализа используется в архитектуре и гражданском строительстве для проектирования прочности, сейсмостойкости, ветроустойчивости и огнестойкости различных зданий. В архитектуре практически невозможно изготавливать прототипы, такие как детали машин. Программное обеспечение для структурного анализа должно использоваться эффективно.

3. Металлообработка

В металлообработке используются пластическое формование и прессование. В прошлом изделия с высокой степенью сложности изготавливались на основе опыта опытных рабочих. Сегодня эффективное использование программного обеспечения для структурного анализа позволяет производить более продвинутые изделия, а также передавать навыки.

4. Резиновые изделия

Резиновые изделия подвержены большой деформации под нагрузкой и контакту с другими изделиями во время деформации. Среди программного обеспечения для структурного анализа часто используется нелинейный анализ.

Принципы программного обеспечения для структурного анализа

Программное обеспечение для структурного анализа состоит из следующих этапов: рисование объекта для анализа, разрезание сетки, моделирование, ввод физических величин, анализ и вывод.

1. Создание чертежа объекта для измерения

Цель анализа рисуется с помощью САПР или другого программного обеспечения. В основном используется 3D САПР. Если вы используете программное обеспечение САПР, рекомендуется проверить, совместим ли формат файла программного обеспечения САПР с используемым программным обеспечением для структурного анализа. 

2. Разрезание сетки

Цель анализа разлагается на сетку, называемую сеткой. Точность этой разложения повлияет на точность и скорость расчета, поэтому следует проявлять осторожность.

3. Моделирование

Для моделирования объекта анализа обычно рассматривают граничную поверхность каждой сетки как пружину. 

4. Ввод физических величин

Ввод модуля Юнга, удельной теплоемкости, коэффициента расширения, плотности и т. д. анализируемого объекта. Эти физические величины должны быть измерены заранее экспериментально или другими способами. 5.

5. Анализ

Существует несколько типов анализа: статический анализ, основанный на законе Гука, f=kx, и динамический анализ, основанный на уравнении движения Ньютона, F=ma.

Концепция времени существует в кинетическом анализе, и его можно разделить на неявный анализ, который относительно прост, и явный анализ, который решает сложные одновременные линейные уравнения.

6. Вывод

Большинство программ для структурного анализа могут визуализировать результаты анализа. Визуализируя результаты, можно обнаружить смещения анализируемого объекта и места приложения концентрированных сил.

Типы программ для структурного анализа

Существуют различные типы программ для структурного анализа.

Типичные примеры:

1. Статический анализ

Программное обеспечение для статического анализа вычисляет деформации и напряжения в конструкции, когда к ней прикладываются силы. Оно дает подсказки о том, как придать детали форму, подходящую для способа ее использования.

2. Анализ собственных значений

Анализ собственных значений вычисляет собственные значения объекта. Собственное значение — это частота, на которой происходит резонанс, и если собственное значение высокое, можно определить, что резонанс вряд ли возникнет.

В случае с креплениями точного оборудования вибрация влияет на их функции, поэтому анализ собственных значений выполняется для определения формы таким образом, чтобы собственные значения были максимально высокими. 

3. Анализ теплопередачи

Анализ теплопередачи вычисляет распределение тепла объекта. Например, вычисляя распределение температуры нагревательной пластины, можно предсказать однородность температуры, что позволяет создать оптимальную конструкцию без изготовления деталей.

Другая информация о программном обеспечении для структурного анализа

Примечания о программном обеспечении для структурного анализа

Программное обеспечение для структурного анализа используется для выполнения структурного анализа, но есть несколько моментов, которые следует иметь в виду, чтобы получить результаты анализа, близкие к фактическим условиям.

1. Как создать 3D-модель
Создание модели, точно соответствующей фактической геометрии, может привести к ошибкам в обработке сетки или занять слишком много времени для анализа, а также может не дать хороших результатов анализа. В зависимости от того, что должно быть проанализировано, модель должна быть создана подробно, а части, которые следует пропустить, должны использоваться отдельно.

2. Условия анализа
Существует множество условий, и если эти настройки не выполнены должным образом, результаты анализа будут далеки от фактических значений. Даже если программное обеспечение для анализа превосходно, если настройки модели и условий плохие, невозможно получить результаты, близкие к реальности.

Важно посещать семинары компаний, разрабатывающих программное обеспечение для анализа, и использовать методы, подходящие для программного обеспечения. Если доступны эксперименты, корреляция между результатами программного обеспечения для структурного анализа и экспериментальными результатами (анализ сопоставления) также является важным методом.