В августе 2008 года Группа компаний АСКОН и Научно-технический центр «Автоматизированное проектирование машин» представили «сапровской» общественности совместное комплексное решение для автоматизации прочностных расчетов.

Этого шага многочисленные пользователи КОМПАС-3D ждали с нетерпением. И неудивительно: в современных условиях жесткой конкуренции заказчики требуют от предприятий качественных проектных решений, подкрепленных надежной расчетно-проверочной базой. Актуальной задачей является обеспечение прочности конструкций и их элементов в сочетании с низкой себестоимостью и необходимыми весовыми характеристиками. При этом для проведения качественного анализа необходима трехмерная модель, максимально соответствующая реальной конструкции.

Все перечисленные факторы и привели две известнейшие российские компании к идее интеграции своих программных продуктов и создания комплекса ПО, позволяющего выполнять анализ напряженно-деформированного состояния изделий на основе созданных трехмерных моделей. В качестве трехмерного моделлера в комплексе выступает КОМПАС-3D, а подготовка модели к расчету, расчет и вывод результатов возложены на APM Studio FEM.

В состав APM Studio FEM входят инструменты подготовки трехмерных моделей к расчету, задания граничных условий и нагрузок, а также встроенные генераторы конечно-элементной сетки (как с постоянным, так и с переменным шагом) и постпроцессор. Этот функциональный набор позволяет смоделировать поверхностный или твердотельный объект и проанализировать поведение расчетной модели при различных воздействиях. Закрепление и нагружение модели может происходить произвольным образом, как силовыми, так и термическими воздействиями, непосредственно в окне редактора APM Studio FEM.

Для создания конечно-элементного представления объекта в APM Studio FEM предусмотрена функция генерации конечно-элементной сетки. При ее вызове происходит соответствующее разбиение объекта с заданным шагом. Если созданная расчетная модель имеет сложные неравномерные геометрические переходы, то может быть проведено адаптивное разбиение. Для того чтобы результат процесса был более качественным, генератор конечно-элементной сетки автоматически (с учетом заданного пользователем максимального коэффициента сгущения) варьирует величину шага разбиения. Этот функциональный набор позволяет комплексно проанализировать поведение расчетной модели при различных воздействиях.

APM Studio FEM позволяет решать линейные задачи по расчету напряженно-деформированного состояния (статический расчет), статической прочности сборок, устойчивости, термоупругости, стационарной теплопроводности.

Интерфейс APM Studio FEM позволяет пользователю непосредственно на пространственной модели конструкции указать граничные условия и задать нагрузки различных типов:

• силы, распределенные по длине;
• силы, распределенные по поверхности;
• силы, распределенные по объему (инерционные);
• давление гидростатического типа;
• давление контактного типа;
• нагрузка, изменяющаяся по произвольному закону;
• температурные градиенты;
• линейные и угловые перемещения.

В качестве динамическеского анализа в системе реализовано определение частот и форм собственных колебаний, в том числе для моделей с предварительным нагружением.

Результатами расчетов являются:

• распределение эквивалентных напряжений и их составляющих, а также главных напряжений;
• распределение линейных, угловых и суммарных перемещений;
• распределение деформаций по элементам модели;
• карты и эпюры распределения внутренних усилий;
• значение коэффициента запаса устойчивости и формы потери устойчивости;
• распределение коэффициентов запаса и числа циклов по критерию усталостной прочности;
• распределение коэффициентов запаса по критериям текучести и прочности;
• распределение температурных полей и термонапряжений;
• координаты центра тяжести, вес, объем, длина, площадь поверхности, моменты инерции модели, а также моменты инерции, статические моменты и площади поперечных сечений;
• реакции в опорах конструкции, а также суммарные реакции, приведенные к центру тяжести модели.

Таким образом, функциональный набор решения позволяет проанализировать поведение расчетной модели при различных воздействиях, и его использование позволит создавать оптимальные по цене, весу и энергопотреблению конструкции — а это значит, что такие изделия непременно будут конкурентоспособны как на российском, так и на мировом рынке!