Analizy nieliniowe w Simcenter 3D
Analizy nieliniowe pozwalają na przeprowadzenie symulacji części lub zespołów uwzględniając rzeczywiste warunki pracy z uwzględnieniem nieliniowości materiałowych, geometrycznych, z kontaktem nieliniowym oraz dużych odkształceń.
Symulacje wieloetapowe
Struktura solwerów Multistep SOL 401/402 zapewnia potężne i elastyczne możliwości przeprowadzania analiz. Symulacje wieloetapowe są ważne w analizach nieliniowych, ponieważ w przeciwieństwie do symulacji liniowych sekwencja obciążeń wpływa na wyniki. Dzięki możliwości definiowania wieloetapowej sekwencji obliczeń użytkownicy mogą przechodzić przez różne typy rozwiązań w jednej analizie. Na przykład można zastosować obciążenia wstępne śrub z definicjami styków w pierwszym kroku, następnie zestaw obciążeń użytkowych w następnym kroku, a na koniec przeprowadzić analizę modalną z uwzględnieniem odkształconego modelu pod obciążeniem w kolejnym kroku. Dozwolona jest dowolna liczba i rodzaje kroków. Daje to użytkownikom możliwość symulacji sekwencji montażowych lub częstotliwości modalnej z obciążeniem i kontaktami oraz zastosowania wstępnego obciążenia przed uruchomieniem analizy dynamicznej.
Praca mieszka skrzyni biegów
Istnieje wiele powodów, dla których użytkownicy muszą wyjść poza metody rozwiązań liniowych i zdani są na rozwiązania nieliniowe. Na przykład nieliniowość geometryczna wymusza analizę nieliniową, gdy właściwości sztywności lub obciążenia zmieniają się w znaczny sposób w wyniku deformacji. Analiza wyboczenia chwilowego jest przykładem, w którym ważne są efekty nieliniowości geometrycznej. Nieliniowość materiałowa powinna być modelowana, gdy właściwości materiału nie mogą być uznane za liniowe dla rozważanych warunków obciążenia. Przykładowe zastosowania dotyczą analizy materiałów hiper-elastycznych (gumowych) lub metali, które wykazują właściwości plastyczne, ponieważ są poddawane naprężeniom przekraczającym granice plastyczności. Zaawansowane możliwości kontaktu pozwalają symulować kontakt z powierzchnią za pomocą elementów powłokowych lub bryłowych. Wiele symulacji mechanicznych uwzględnia kontakt części pod obciążeniem. Dzięki zaawansowanym możliwościom kontaktu powierzchniowego solwer 401/402 określa zakres kontaktu powierzchniowego i przenoszenia obciążenia na powierzchniach kontaktowych w ramach rozwiązania.
Obliczenia hiperelastyczne i osiowo symetryczne
Główne możliwości solwera nieliniowego w Simcenter 3D
Typy rozwiązań
- Statyka
- Dynamika
- Naprężenia wstępne
- Modalne
- Wyboczenie
- Mody cyklicznej symetrii
- Mody harmoniczne Fouriera
Kontakt
- Kontakt lic w elementach powierzchniowych I bryłowych
- Kontakt krawędziowy w modelach osiowosymetrycznych
- pojedynczy i dwustronny kontakt
- Kontakt między sobą
- Wiele modeli tarcia
- Kontakt wiązany
- Odsunięcia powierzchni kontaktowych
- Elementy GAP
- Aktywacja/dezaktywacja kontaktu w przypadkach obliczeniowych
- Wyniki dla sił i ciśnień w kontaktach
Delaminacja kompozytu
Nieliniowość geometryczna
- Duże deformacje
- Duże odkształcenia
- Analiza Snap-through (post-buckling)
- Podążanie sił
- Materiały nieliniowe
- Modele hiperelastyczne
- – Mooney-Rivlin
- – Ogden
- – Hyperfoam
- – Efekt Mullinsa
- – Tłumienie Prony
- Sprężysto-plastyczne
- Termoplastyczne
- Pełzanie
- Plastyczne
- Miary odkształceń: inżynierska, logarytmiczna
- Połączenie pełzania I sprężysto-plastyczności
Przykład kontaktu nieliniowego
- Modelowanie kompozytów
- Warstwy dla elementów bryłowych I powłokowych
- Wskaźnik uszkodzenia
- Wskaźnik wytrzymałości
- Delaminacja
- Propagacja uszkodzeń
- Typy elementów
- 2D i bryłowe 3D
- Powłokowe
- Belkowe
- Sprężynowe
- Sztywne
- Elementy pośrednie (RBE3)
- Pozostałe możliwości modelowania
- Stałe i przesówne połączenia klejone
- Symetria cykliczna
- Imperfekcje siatki
- Całka J do symulowania pęknięć
- Sprężona symulacja z solwerem termicznym
Przykład analizy z materiałem hiperelastycznym
- Metody obliczeń
- Full Newton z lub bez przeszukiwania liniowego or without line searches
- Metoda rozwiązywania Arc length
- Automatyczny krok czasowy (ATS)
- Kryteria zbieżności dla energii, sił i deformacji
- Dynamiczne rozwiązania metodą Newmark
- Sparse solver i iterative solver
- Stabilizacja sztywności
- High-performance computing (HPC)
- Warunki obciążeń
- Napięcie wstępne w śrubach
- Obciążenia skupione
- Obciążenie rozłożone
- Ciśnienia
- Bezwładność
- Wymuszenie ruchu
- Temperatura
- Warunki wstępne dla przemieszczeń, prędkości, temperatury
- Warunki wstępne dla naprężeń/odkształceń
Simcenter 3D oferuje bardzo szerokie możliwości analiz nieliniowych, które są powszechnie wykorzystywane w wielu branżach, takich jak przemysł samochodowy, lotniczy, maszynowy, mechaniczny czy konsumencki. Użytkownik ma dostęp do dwóch solverów nieliniowych 401 i 402, za pomocą których będzie wstanie zasymulować nawet najbardziej złożone zagadnienia. Dzięki temu nie będzie potrzeby przeprowadzania fizycznych prototypów i testów, a produkt o najwyższej jakości i niezawodności, szybciej zostanie wprowadzony na rynek. Przygotował: Michał Sroka