Сравнение способов передачи моделей (IGES, STEP и т.п.)

В настоящее время существует множество файлов, при помощи которых можно передать геометрическую информацию из среды AutoCAD (или Autodesk Mechanical Desktop) в другие программные средства. В их числе можно выделить следующие:

1. Файл стандарта IGES (расширение *.igs).

2. Файл стандарта STEP (расширение *.stp).

3. Файл стандарта ACIS (расширение *.sat).

Существует также большое количество файлов, которые могут быть импортированы в среду ANSYS. В их числе можно выделить следующие:

1. Файл стандарта IGES (расширение *.igs).

2. Файл стандарта STEP (расширение *.stp).

3. Файл стандарта ACIS (расширение *.sat).

4. Файл стандарта PARASOLID (расширение *.x t).

5. Файлы комплекса PRO/ENGINEER (расширение * .prt для детали или *. asm для сборки).

6. Файл комплекса UNIGRAPHIX (расширение *.prt для детали).

Однако следует сказать, что в базовую комплектацию ANSYS входит только транслятор для файлов в стандарте IGES, а остальные трансляторы требуется докупать у дилеров за особую плату. Эти трансляторы входят в отдельную группу добавлений к МКЭ и носят общее название ANSYS Connection Products.

Дополнительно поставляемые продукты позволяют осуществлять передачу в ANSYS геометрической информации, созданной не только в среде PRO/ ENGINEER или UNIGRAPHIX, но и в средах CATIA, CADDS и др. Если пользователь работает в среде AutoCAD (или Autodesk Mechanical Desktop), то отдельно докупать потребуется только транслятор к файлам стандарта ACIS (расширение файла *.sat).

Если же у пользователя нет транслятора к файлам, обеспечивающим передачу твердотельных моделей, ему придется довольствоваться передачей данных в стандарте IGES и дальнейшей работой с препроцессором ANSYS (то есть с точками, линиями, поверхностями и объемами).

Следует помнить, что стандарт IGES не имеет возможности передавать объемные тела, а передает только линии и поверхности тела. В случае если версия

Импорт модели в формате IGES

и дальнейшая подготовка расчетной модели

стандарта IGES программы, из которой передается информация, старше, чем версия стандарта IGES, применяемая ANSYS, при экспорте геометрии не исключено появление сообщения типа: Unable to create 2280420 area(s) due to trimming problems и последующее зависание ANSYS.

Однако модель, состоящая исключительно из дуг окружностей и отрезков, передается в препроцессор без особых проблем. В связи с этим пользователю предлагается следующая последовательность действий:

Рис. 18.1. Линии, созданные средствами CAD

1. В файле AutoCAD (или Autodesk Mechanical Desktop) оставляются только профили, подлежащие выдавливанию или протягиванию, а также направляющие для выдавливания и оси вращения. Все твердотельные объекты уничтожаются. Вид объектов, подлежащих передаче, показан на рис. 18.1.

2. Полученные объекты передаются в препроцессор МКЭ ANSYS посредством файла в стандарте IGES.

3. Файл импортируется в препроцессор МКЭ.

4. Объединяются все геометрически совпадающие объекты

и производится сжатие их нумерации.

5. По граничным линиям или их конечным точкам создаются плоские поверхности, подлежащие выдавливанию или разворачиванию.

Вид поверхностей показан на рис. 18.2.

Команда создания поверхности по точкам вызывается из экранного меню следующим способом: Preprocessor - Modeling-Create - Areas-Arbitrary - Through KPs. При этом в командной строке появляется запрос: [A] Pick or enter keypoints defining the area. Пользователь должен указать точки, ограничивающие поверхность.

При вызове из командной строки команда имеет вид A, PI, Р2, РЗ, Р4, Р5, Р6, Р7, Р8, Р9, Р10, Р11, Р12, Р13, Р14, Р15, Р16, Р17, Р18, где PI, Р2, РЗ, Р4, Р5, Р6, Р7, Р8, Р9, Р10, Р11, Р12, Р13, Р14, Р15, Р16, Р17, Р18 - номера точек.

Рис. 18.2. Вид созданных по линиям поверхностей

Создать отдельные тела вращением или выдавливанием поверхностей. Команда создания объема путем выдавливания поверхности вдоль линии вызы-

вается из экранного меню следующим способом: Preprocessor - Modeling-Operate - Extrude - Areas-Along Lines. После вызова команды в командной строке появляется запрос: [VDRAG] Pick or enter areas to be swept (dragged).

При этом пользователь должен указать поверхности, подвергаемые выдавливанию, после чего возникает другой запрос: Pick or enter lines defining the swept (drag) path. Пользователь должен указать линии, вдоль которых происходит выдавливание, после чего требуемый объем создается. При вызове из командной строки команда имеет вид:

VDRAG, NA1, NA2, NA3, NA4, NA5, NA6, NLP1, NLP2, NLP3, NLP4, NLP5, NLP6

NA1, NA2, NA3, NA4, NA5, NA6 - список поверхностей, подвергаемых выдавливанию;

NLP1, NLP2, NLP3, NLP4, NLP5, NLP6 - список линий, вдоль которых происходит выдавливание.

Команда создания объема путем вращения поверхности вокруг оси вызывается из экранного меню следующим способом: Preprocessor - Modeling-Operate - Extrude -> Areas-About Axis. После вызова команды в командной строке появляется запрос: [VROTAT] Pick or enter areas to be swept about axis. При этом пользователь должен указать поверхности, подвергаемые разворачиванию, после чего возникает другой запрос: Pick or enter two keypoint defining the axis. Пользователь должен указать две точки на оси вращения.

После этого на экране появляется панель, в которой нужно указать сегмент, в котором создается тело (угол разворачивания) и число создаваемых объемов. При вызове из командной строки команда имеет вид:

VROTAT, NA1, NA2, NA3, NA4, NA5, NA6, РАХ1, РАХ2, ARC, NSEG

NA1, NA2, NA3, NA4, NA5, NA6 - список поверхностей; РАХ1, РАХ2 - номера точек на оси вращения;

ARC - длина дуги угла разворачивания в градусах (по умолчанию 360°); NSEG - число создаваемых объемов (по умолчанию по 1 на каждые 90°, максимальное число - 8).

7. Вычесть объемы пазов (вырезов) из основного объема для придания ему требуемой формы. Вычитание объемов производится командой экранного меню Preprocessor - Modeling-Operate - Booleans-Subtract - Volumes. Далее в командной строке появляется запрос на указание уменьшаемого объема [VSBV] Pick or enter base volumes from which to subtract. Пользователь должен указать требуемый объем, после чего появляется запрос на указание вычитаемых объемов: Pick or enter volumes to be subtract. После указания требуемых объемов строится полученный окончательный объем. При вызове из командной строки команда имеет вид:

VSBV, NV1, NV2, SEPO, КЕЕР1, КЕЕР2

NV1 - номер объема, из которого производится вычитание; NV2 - номер вычитаемого объема;

SEPO - указание на действия, если пересечение двух объемов является одной поверхностью или более:

(пробел) - полученный объем будет иметь исходные ограничивающие поверхности;

SEPO - полученный объем будет иметь ограничивающие поверхности, полученные вычитанием поверхностей объемов.

КЕЕР1 - признак сохранения уменьшаемого объема:

(пробел) - определяется текущими настройками через команду BOPTN;

DELETE - объем уничтожается;

KEEP - объем сохраняется.

КЕЕР2 - признак сохранения вычитаемого объема:

(пробел) - определяется текущими настройками через команду BOPTN;

DELETE - объем уничтожается;

KEEP - объем сохраняется.

Полученный объем показан на рис. 18.3.

Таким образом, при наличии в качестве средства импорта геометрической информации только транслятора файлов в стандарте IGES построение достаточно сложной модели все равно оказывается возможным.

Рис. 18.3. Объем, полученный при помощи булевых операций

Заключение

Сравнительно небольшой объем данной книги не позволил автору осветить более подробно многие вопросы, касающиеся как подготовки, так и дальнейшего использования расчетных моделей. В книгу не вошли такие разделы, как расчет конструкций при многоцикловом нагружении (выносливость), пластичность, ударные воздействия и многое другое. Автор надеется, что об этом можно будет прочитать в его будущих книгах и в публикациях его друзей и коллег, работающих с МКЭ ANSYS.

На протяжении определенного времени автор поддерживает дружеские и партнерские отношения с компанией ЕМТ Р, оказавшей автору существенную техническую и финансовую помощь при издании настоящей книги. Компания ЕМТ занимается вопросами комплексной автоматизации предприятий и проектных институтов машиностроительных отраслей, промышленного, гражданского и транспортного строительства.

Читатели данной книги могут при желании пройти обучение применению всего спектра программных продуктов ANSYS и DesignSpace, а также других CAD/CAE/CAM/PDM-систем в учебном центре компании ЕМТ.

Дополнительную информацию читатели могут получить на сайте компании ЕМТ Р - www.emt.ru.

Российский партнер ANSYS - компания ЗАО ЕМТ Р

Компания ЗАО ЕМТ Р является авторизованным Дистрибьютором ANSYS, Inc. на территории СНГ, обеспечивая своим клиентам комплексные услуги по поставкам, внедрению, обучению и техническому сопровождению всего спектра программного обеспечения, разрабатываемого ANSYS, Inc. В 2001 году компанией ЗАО ЕМТ Р был создан Московский центр сервисных услуг ANSYS (МЦСУ ANSYS, E-mail: ansys@emt.ru, Internet: http: www.emt.ru), оказывающий широкий спектр услуг:

AnsysCAE - прием заданий от заказчиков на любые расчетные работы в ANSYS и DesignSpace;

AnsysHelpRunner - профессиональный консалтинг по вопросам инженерного анализа и работы программного обеспечения ANSYS с выездом к заказчику;

AnsysTraining - проведение учебных курсов по программным продуктам ANSYS.

Литература

1. Абовский Н.П., Андреев Н.П., Деруга А.П. Вариационные принципы теории упругости и теории оболочек - М.: Наука, 1978. 288 с.

2. Авдонин А.С., Фигуровский В.И. Расчет на прочность летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1985. 440 с.

3. Бидерман B.JI. Механика тонкостенных конструкций. Статика - М.: Машиностроение, 1977. 488 с.

4. Бидерман В.Л. Теория механических колебаний - М.: Машиностроение, 1980. 408 с.

5. Биргер И.А. Круглые пластинки и оболочки вращения - М.: Оборонгиз, 1961. 368 с.

6. Биргер И.А. Прочность и надежность машиностроительных конструкций. Избранные труды - Уфа, 1998. 352 с.

7. Биргер И.А. Стержни, пластинки, оболочки - М.: Физматлит., 1992. 392 с.

8. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин: Справочник - М.: Машиностроение, 1993. 640 с.

9. Бояршинов СВ. Основы строительной механики машин - М.: Машиностроение, 1973. 456 с.

10. Брагин В.В., Решетов Д.Н. Проектирование высоконапряженных зубчатых передач - М.: Машиностроение, 1991. 224 с.

11. Быков В.П. Методическое обеспечение САПР в машиностроении - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1989. 255 с.

12. Васидзу К. Вариационные методы в теории упругости и пластичности: Пер. с англ - М.: Мир, 1987. 542 с.

13. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы: Пер. с англ. - М.: Мир, 1984. 428 с.

14. Демидов СП. Теория упругости - М.: Высшая школа, 1979. 432 с.

15. Егер СМ., Лисейцев Н.К., Самойлович О.С. Основы автоматизированного проектирования самолетов - М.: Машиностроение, 1986. 232 с.

16. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике: Пер. с англ. - М.: Мир, 1975. 536 с.

17. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация: Пер. с англ. - М.: Мир, 1986. 318 с.

18. Зубчатые передачи: Справочник / Под общ. ред. Е. Г. Гинзбурга - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1980. 416 с.

19. Иванов В.П. Колебания рабочих колес турбомашин - М.: Машиностроение, 1983. 224 с.

20. Колмогоров А.Н., Фомин СВ. Элементы теории функций и функционального анализа - М.: Наука, 1989. 624 с.

21. Кудрявцев Е. М. Mechanical Desktop Power Pack: Основы работы в системе - М.: ДМК Пресс, 2001, 536 с.

22. Марчук Г.И., Агошков В.И. Введение в проекционно-сеточные методы - М.: Наука, 1981. 416 с.

23. Механические передачи вертолетов / Под ред. В.Н. Кестельмана - М.: Машиностроение, 1983. 120 с.

24. Митчелл Э., Уэйт Р. Метод конечных элементов для уравнений с частными производными: Пер. с англ. - М.: Мир, 1981. 216 с.

25. Михеев Р.А. Прочность вертолетов - М.: Машиностроение, 1984. 280 с.

26. Норенков И.П. Разработка систем автоматизированного проектирования. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1994. 207 с.

27. Образцов И.Ф., Савельев Л.М., Хазанов Х.С. Метод конечных элементов в задачах строительной механики летательных аппаратов - М.: Высшая школа, 1985. 392 с.

28. Проектирование трансмиссий автомобилей: Справочник / Под ред. А.И. Гришкевича - М.: Машиностроение, 1984. 272 с.

29. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов: Справочник /В.И. Мяченков, В.П. Мальцев, В.П. Майборода и др.; Под общ. ред. В.И. Мяченкова - М.: Машиностроение, 1989. 520 с.

30. Решетов Д.Н. Детали машин - М., Машиностроение, 1989. 496 с.

31. Розин Л.А. Метод конечных элементов в применении к упругим системам. - М.: Стройиздат, 1977. 128 с.

32. Секулович М. Метод конечных элементов: Пер. с сербского - М.: Стройиздат, 1993. 664 с.

33. Строительная механика летательных аппаратов / Под ред. И.Ф. Образцова- М.: Машиностроение, 1986. 536 с.

34. Хечумов Р.А., Кепплер X., Прокофьев В.И. Применение метода конечных элементов к расчету конструкций - М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 1994. 352 с.

35. Хог Э., Чой К., Комков В. Анализ чувствительности при проектировании конструкций: Пер. с англ. - М.: Мир, 1988. 428 с.

36. Часовников Л.Д. Передачи зацеплением (зубчатые и червячные) - М.: Машиностроение, 1969. 486 с.

37. Федоренков А.П., Басов К.A. AutoCAD 2000. Практический курс - М.: ДЕССКОМ, 2000, 432 с.

38. ANSYS Users Manual for revision 5.6. Volume I. Procedure.

39. ANSYS Users Manual for revision 5.6. Volume II. Command.

40. ANSYS Users Manual for revision 5.6. Volume III. Elements.

41. ANSYS Users Manual for revision 5.6. Volume VI. Theory.

Производственно-практическое издание

Басов Константин Андреевич Совместная работа в системах CAD и ANSYS

Обложка С Ильягуев Компьютерная верстка Н Нарышкина Литературный редактор Т Клеченова Корректоры Т Колесникова, Н Федорова

Изд лиц № 063504 от 06 07 99 Сдано в набор 27 03 2002 Подписано в печать 10 04 2002 Бумага офсетная Формат 70x100/16 Гарнитура Тайме Печать офсетная Уел печ л 18,15 Тираж 3 000 экз Заказ 3546 Цена свободная

ООО КомпьютерПресс 113093 Москва, а/я 37 Тел /факс (095) 261-52-22, 261-51-51, 234-65-81 e-mail cpress@compress ru URL http www cpress ru

Отпечатано с готовых диапозитивов в ОАО Типография Новости 107005 Москва, ул Фридриха Энгельса, д 46