«ПОИНТ» — официальный дистрибьютор Autodesk в России +7 (495) 781-54-81 point@pointcad.ru
Задать вопрос специалисту Приобрести подписку
на продукт Autodesk

5 причин полюбить Inventor Nastran

В этой статье будут представлены основные новинки в инструменте Inventor Nastran для расчёта на прочность. Опытным пользователям этот инструмент может быть известен под старым названием Nastran In-CAD, которое изменилось в 2019 году.

Компания Autodesk приобрела решатель Nastran у компании NEI Software. Nastran In-CAD был представлен в 2014 году.  Как и все новые продукты, он изначально имел свои технические недоработки и был холодно принят пользователями, которые не понимали необходимость нового инструмента, ведь в Autodesk Inventor уже существовал стандартный расчётный модуль. В последствии разработчикам удалось исправить серьёзные недоработки и показать пользователям, насколько высок потенциал нового расчётного инструмента. Постепенно Nastran In-CAD стал основным инструментом для расчёта прочности и превзошёл стандартный расчётный модуль Autodesk Inventor. С каждым релизом Nastran In-CAD становился более удобным и наглядным, именно на эти особенности Autodesk сделал ставку, вводя новый продукт. Время расчёта сокращалось, инструментом могли пользоваться рядовые инженеры. Изначально Nastran In-CAD приобретался отдельно, но для удобства его включили в часть машиностроительной коллекции. Новый расчётный инструмент является связующим звеном программ для анализа и взаимодействует с такими программами, как Autodesk CFD (анализ потоков), Autodesk Moldflow (литьё пластмасс) и Helius Composite (композитные материалы).

Таким образом, NastranIn-CAD постепенно преобразовался в Inventor Nastran, в его последнем релизе было представлено несколько новых возможностей:

  1. Анализ сходимости сетки конечных элементов.
  2. Новый тип нагрузки – гидростатическая (ускоряется расчёт сосудов, в которых находится жидкость).
  3. Новые виды граничных условий – штифт (pin) и без трения (frictionless).
  4. Добавлена разновидность контакта – посадка с натягом (shrink fit).
  5. Взаимодействие с PDM-системой Vault для управления результатами анализа.

5 причин полюбить Inventor Nastran

Сходимость конечных элементов

Во время выполнения расчёта для начала надо разбить исследуемый элемент. У начинающих инженеров встаёт вопрос: какой размер конечных элементов выбрать? Анализ сходимости должен ответить на этот вопрос. На этапе создания сетки конечных элементов программа сама производит ряд расчётов, которые автоматически анализируются и сравниваются между собой, далее выбирается оптимальная сетка. Сетка конечных элементов задаётся с помощью функции Mesh Settings, после нажатия на кнопку функции появится диалоговое окно, в котором генерируется сетка.

5 причин полюбить Inventor Nastran

Для выполнения расчёта сетки нужно кликнуть Convergence Settings.

5 причин полюбить Inventor Nastran

При выполнении расчёта появляется окно Convergence Settingsю, в котором задаётся ряд параметров:

  • Как определить размер элемента – глобально по всей детали либо локально для мест, в которых образуются скачки напряжений.
  • Число расчётных итераций, за которое определяется сходимость. При каждом расчёте происходит изменение размера конечного элемента.
  • Условие завершения анализа сходимости – разница между результатами в процентах.
  • Коэффициент для элементов с ошибками в геометрии: 0 – рассматриваются все; 1 – ни один из таких элементов не учитывается; 0,9 – к 10% применяется уточнение сетки.
  • Коэффициент увеличения размера элемента в критических областях – радиусы, отверстия и др.

5 причин полюбить Inventor Nastran

При каждом расчёте происходит изменение размера конечного элемента. Расчёты сравниваются между собой, и если разница не превышает заданную разницу, то будет найдена сходимость и размер конечного элемента. Программа останавливает поиск, если превышается количество итераций. Поиск сходимости идёт до тех пор, пока не достигается выполнение одного из условий.

5 причин полюбить Inventor Nastran

В результате программа представляет график анализа. На графике изображена зависимость напряжений от номера расчёта. Для каждого расчёта указан уровень сходимости и возможная ошибка в результате данного анализа.

Гидростатическая нагрузка

Ранее нагрузки от жидкостей определялись следующим образом:

  • тип нагрузки Preassure;
  • определяется значение давления на дне сосуда – расчёт по формуле;
  • задаётся значение давления на поверхности – 0;
  • в окне вводятся значения давления.

5 причин полюбить Inventor Nastran

Этот способ расчёта требовал дополнительных действий и вычислений, что увеличивало время работы. В новой версии программы появляется отдельный тип нагрузки – Hydrostatic Load. Для выполнения анализа необходимо задать:

  • точку на поверхности жидкости;
  • направление увеличения глубины;
  • плотность жидкости;
  • давление на поверхности.

5 причин полюбить Inventor Nastran

Затем достаточно кликнуть кнопку «ОК», и расчёт будет выполнен.

Новые типы граничных условий

5 причин полюбить Inventor Nastran

 

  1. «Штифт» (Pin)

    Для того чтобы воспроизвести поведение штифта в отверстии, назначается новый тип контакта Pin, который применяется к цилиндрическим поверхностям для предотвращения перемещений в радиальных, осевых или тангенциальных направлениях. Ранее для воспроизведения штифта пользователь самостоятельно определял степени свободы, которые необходимо закрепить, что могло привести к ошибке. В новом обновлении пользователем фиксируются только виды перемещения, а степени свободы закрепляются программой автоматически.

  2. «Без трения» (Frictionless)

    Применяется для предотвращения перемещения плоских и цилиндрических поверхностей в направлении, перпендикулярном плоскости, на которую они опираются.

Новый контакт – «Посадка с натягом» (Shrink Fit)

5 причин полюбить Inventor Nastran

 

Существует два типа контакта «Посадка с натягом»:

  • «Со скольжением» (Sliding) – применяется для поверхности контакта с начальным натягом между контактирующими деталями, где допускается скольжение;
  • «Без скольжения» (No sliding) – ведёт себя как тип контакта «Разъединение/Без скольжения», но с начальным взаимодействием между деталями используется, когда интенсивность трения достаточно велика, чтобы предотвратить относительное скольжение между контактируемыми поверхностями.

Взаимодействие через PDM-систему Vault

Актуален вопрос управления результатами проекта. После выполнения расчётов пользователю необходимо сохранить, поделиться или переместить результаты анализа, они хранятся в определённых папках, поиск которых займёт большое количество времени.

Новая версия Inventor Nastran получила возможность работать с данными анализа. Результаты расчётов формируются в один файл, который отображается в дереве проекта. Для этого необходимо в дереве проекта кликнуть правой кнопкой мыши Analyze и в появившемся списке выбрать пункт Create Updated Vault Package.

5 причин полюбить Inventor Nastran

В итоге инструмент Inventor Nastran серьёзно обновился и сменил название, а пользователи получили ряд удобных нововведений:

  • больше не нужно тратить время на определение размера сетки конечных элементов;
  • новый тип нагрузки;
  • подробная настройка граничных условий, новые граничные условия;
  • контактные взаимодействия под разные задачи, новый тип контакта;
  • результаты расчётов можно хранить в одном файле.

Inventor Nastran является уникальным инструментом для решения задач прочности, который входит в большую машиностроительную коллекцию.