Быстрое и эффективное решение задач расчета прочности проектируемых изделий с Inventor Nastran (Nastran In-CAD)

Inventor Nastran (ранее Nastran In-CAD) предлагает широкий спектр методов моделирования, охватывающих несколько типов анализа. Программа является частью коллекции Autodesk Product Design and Manufacturing collection, которая обеспечивает высококачественное моделирование во встроенном в САПР рабочем процессе, благодаря чему инженеры и аналитики могут создавать уникальные продукты. Важное замечание: название продукта изменилось для выпуска 2020 года.

Первоочередная задача Inventor Nastran помогать проектировщикам принимать верные конструкторские решения как можно раньше. Сейчас трудно представить современное успешное предприятие без средств автоматизации производства конструкторских задач. На многих предприятиях успешно развиваются CAD-, CAE-, PDM-решения, но в вопросах расчетов на прочность часто подход остается прежним: результат высчитывается приблизительно с помощью элементарных формул на бумаге и передаётся в отдел прочности – именно этот подход тормозит производство.

В традиционных подходах анализов прочности имеется множество важных недостатков:

• сложное согласование вопросов точности;
• множество итераций;
• высокая цена возможных изменений;
• ошибки;
• форс-мажорные обстоятельства, срывающие сроки;
• отсутствие инноваций.

На этом фоне анализ прочности с помощью Autodesk Inventor Nastran имеет явные преимущества:

• основную часть расчётов инженер проводит самостоятельно;
• экономия времени;
• снижение затрат на возможные изменения;
• снижение риска ошибок;
• перспективы развития и новых идей.

Inventor Nastran является программным модулем, а не отдельным продуктом. Для его установки потребуется Autodesk Inventor. Кнопка, запускающая Inventor Nastran, располагается на вкладке «Среды» – нажав на неё, пользователь получает доступ к расчётным возможностям.

Даже базовые возможности продукта по количеству превосходят стандартные функции Autodesk Inventor.

Новые виды базовых расчётов с Autodesk Inventor Nastran:

• температурные напряжения;
• потеря устойчивости;
• линейный стационарный теплообмен;
• композиционные материалы;
• статическое начальное напряжение и вибрация;
• моделирование сборок с контактом.

Сложные типы анализа и расчётов:

• нелинейный механический анализ;
• анализ теплопередачи;
• реакция на случайные нагрузки;
• расчет нагрузок, заданных спектрально;
• анализ переходных процессов;
• работа со сверхупругими материалами;
• анализ воздействия от удара.

По набору расчетных возможностей очевидно, что продукт может быть использован во многих отраслях производства.

Работа с сеткой конечных элементов

Одними расчетными возможностями Inventor Nastran не ограничивается. Работа с сеткой конечных элементов позволяет в ручном и автоматическом режимах проводить коррекцию разбиения в интересующем нас месте детали или конструкции. Отчет, который выдается по качеству сетки, позволяет понять, где необходимо внести изменения.

Типы конечных элементов:

• для объемных тел – обычные и параболические тетраэдры;
• для тонкостенных тел – поверхностные элементы (Shell-элементы);
• для стержневых систем – одномерные линейные элементы.

Практическое использование Autodesk Inventor Nastran

Генеративный дизайн совсем недавно появился в списке технологий проектирования. Форма деталей, которые сгенерированы программой на основе приложенных сил, должна быть проверена с учетом всех воздействий, что выполняется при помощи Inventor Nastran. Сначала пользователь получает форму, затем она редактируется – меняется сгенерированная программой форма, далее прикладываются усилия, задаётся тип расчета и, если деталь выдерживает усилия, она помещается обратно в сборку.

 Очень полезным является использование shell-элементов при анализе рамных конструкций. Inventor Nastran автоматически определяет тонкостенные детали, разбивает их на плоские элементы, в этих элементах заложены свойства деталей, в том числе и по толщине, далее проводится расчет. При использовании shell-элементов расчет выполняется значительно быстрее, чем с объемными элементами.

Благодаря возможности передачи данных из Autodesk CFD в Autodesk Inventor Nastran теперь можно выяснить влияние давления и температуры на элементы конструкции, что нельзя сделать в Autodesk CFD – программе для гидро- и газодинамического анализа.

Inventor Nastran развивается от версии к версии, и в свежем релизе появилась возможность рассчитывать тонкостенные конструкции на динамическое возмущение. Особенность в том, что программа автоматически выделяет из всех колебаний наиболее опасные. В качестве результата программа рассчитывает напряжение и показывает соответствующую форму колебаний.

Autodesk Inventor Nastran обеспечивает возможностями, которые позволяют не только определиться с конфигурациями и прочностью изделий, но и сделать это с минимальными затратами времени. Инструменты программного модуля позволяют уверенно и оперативно разрабатывать инновационные продукты высокого класса.