Системы APM winmachine и APM Civil Engineering

Инструментально-экспертная система APM WinMachine представляет собой комплексное программное обеспечение для автоматизированного расчета и проектирования в машиностроении и строительстве. APM WinMachine - своего рода энциклопедия по машиностроению, включающая инструменты и программы для автоматизированного расчета и проектирования деталей машин, механизмов, элементов конструкций и узлов. Система имеет современные графические средства, встроенные базы данных, необходимую информационную базу знаний, разветвленную систему подсказок и фундаментальный электронный учебник по основам проектирования машин.

APM WinMachine - российская разработка, адресованная инженерам и конструкторам, занятым разработкой нового и модернизацией существующего механического оборудования и строительных конструкций и техническим университетам, занятым подготовкой специалистов в этих областях.

При создании содержательной части системы APM WinMachine был использован уникальный опыт конструирования машин, который нарабатывался долгие годы в многочисленных лабораториях отраслевых институтов и других научных организациях и на предприятиях бывшего СССР. В системе APM WinMachine такой опыт обобщен, осмыслен, дополнен собственными оригинальными разработками и реализован в виде комплекса компьютерных программ, которые составляют инструментальную основу проектирования и по большинству параметров не имеют мировых аналогов.

 

APM WinMachine включает в себя современные, эффективные и надежные алгоритмы и программы для расчета:

· энергетических и кинематических параметров;

· прочности, жесткости и устойчивости;

· выносливости при постоянной и переменной внешних нагрузках;

· вероятности, надежности и износостойкости;

· динамических характеристик.

Кроме того, в APM WinMachine имеется набор инструментальных средств расчета и анализа. Эти средства, а также проектируемые детали, в зависимости от назначения разделены на подсистемы (модули), которые могут функционировать как в составе системы, так и самостоятельно.

Все это образует единый комплекс APM WinMachine, который состоит из следующих подсистем:

APM Drive - модуль комплексного расчета и проектирования приводов произвольной структуры и всевозможных планетарных передач.

APM Bear - подсистема расчета неидеальных подшипников качения. Она выполняет комплексный анализ опор качения всех известных типов.

APM Shaft - модуль расчета, анализа и проектирования валов и осей.

APM Trans - подсистема проектирования передач вращения. Эта подсистема предназначена для расчета всех типов зубчатых передач, а также червячных, ременных и цепных передач, и выполнения чертежей элементов этих передач в автоматическом режиме.

APM Cam - модуль расчета и проектирования кулачковых и мальтийских механизмов с автоматическим генератором чертежей.

APM Structure3D - подсистема совместного расчета напряженно-деформированного состояния, устойчивости, динамики собственных и вынужденных колебаний и проектирования трехмерных рамных, пластинчатых и оболочечных конструкций.

APM Beam - модуль расчета и проектирования балочных элементов конструкций.

APM Graph - подсистема оформления чертежно-графической информации.

APM Studio - модуль твердотельного и поверхностного моделирования.

APM Joint - подсистема расчета и проектирования соединений деталей машин и элементов конструкций, которая позволяет выполнить комплексный расчет всех типов резьбовых, сварных, заклепочных соединений и соединений деталей вращения.

APM Plain - модуль расчета и анализа радиальных и упорных подшипников, работающих в условиях жидкостного и полужидкостного трения.

APM Spring - подсистема расчета и проектирования пружин и других упругих элементов машин. С ее помощью можно рассчитать и вычертить пружины сжатия, растяжения и кручения, плоские пружины, а также тарельчатые пружины и торсионы.

APM Slider - модуль расчета и проектирования рычажных механизмов произвольной структуры.

APM Screw - подсистема для расчета неидеальных передач поступательного движения. Она способна рассчитать винтовые передачи скольжения, шарико-винтовые и планетарные винтовые передачи.

APM FEM2D - модуль расчета напряженно-деформированного состояния плоских деталей методом конечных элементов.

APM Truss - подсистема расчета и проектирования плоских ферменных конструкций методом конечных элементов.

APM Data - модуль хранения и редактирования стандартных и информационных данных, необходимых для функционирования каждой из перечисленных выше подсистем.

APM Data - система технического документооборота.

MDM - электронный учебник "Основы проектирования машин", в котором изложены основные методы расчета, использованные при разработке системы.

 

Каждый модуль предоставляет пользователю интегрированную среду, которая в общем случае включает в себя:

· специализированный графический редактор;

· полный цикл вычислений;

· разнообразные средства представления результатов расчета;

· встроенные базы данных.

APM Civil Engineering - система автоматизированного проектирования строительных объектов гражданского и промышленного назначения.
APM Civil Engineering — CAD/CAE система автоматизированного проектирования строительных объектов гражданского и промышленного назначения. Эта система в полном объеме учитывает требования государственных стандартов и строительных норм и правил, относящиеся как к оформлению конструкторской документации, так и к расчетным алгоритмам. APM Civil Engineering обладает широкими функциональными возможностями для создания моделей конструкций, выполнения необходимых расчетов и визуализации полученных результатов. Использование этих возможностей позволит сократить сроки проектирования и снизить материалоемкость строительного объекта, а также уменьшить стоимость проектных работ и строительства в целом. Проектирование металлоконструкций Проектирование железобетонных конструкций Проектирование деревянных конструкций Сертификаты соответствия Имеющиеся в системе APM Civil Engineering расчетные и графические инструменты позволяют решать обширный круг задач: проектировать металлические конструкции любых типов при различных видах нагружения и закрепления с возможностью автоматического подбора поперечных сечений (проверка несущей способности по СНиП) и генерацией чертежей типовых узлов металлоконструкций выполнять весь комплекс необходимых расчетов железобетонных конструкций с автоматическим подбором параметров арматуры по предельным состояниям первой и второй групп в соответствии с СП проектировать деревянные конструкции, включая подбор металлических зубчатых пластин и нагелей в местах соединения брусьев, а также получать схемы распиловки на все элементы конструкции выполнять расчёт одиночных, ленточных и сплошных железобетонных фундаментов определять параметры болтовых и сварных соединений создавать конструкторскую документацию использовать при проектировании поставляемые базы данных стандартных деталей и элементов строительных конструкций, материалов и сечений, а также создавать свои собственные базы под конкретные задачи создавать базы данных проектов, включающие конструкторские документы, расчетные модели, чертежи и т.д. CAD\CAE система APM Civil Engineering включает: интегрированную чертежно-графическую среду базу данных и систему управления базой данных (СУБД) расчетное ядро – модуль конечно-элементного анализа APM Structure3D модуль расчета болтовых, сварных и заклепочных соединений APM Joint инструменты автоматической генерации конечных элементов с постоянным и переменным шагами, с возможностью интерактивного изменения параметров разбиения средства импорта геометрии модели конструкции из сторонних графических редакторов с использованием форматов STEP и DXF

AD\CAE система APM Civil Engineering включает: интегрированную чертежно-графическую среду базу данных и систему управления базой данных (СУБД) расчетное ядро – модуль конечно-элементного анализа APM Structure3D модуль расчета болтовых, сварных и заклепочных соединений APM Joint инструменты автоматической генерации конечных элементов с постоянным и переменным шагами, с возможностью интерактивного изменения параметров разбиения средства импорта геометрии модели конструкции из сторонних графических редакторов с использованием форматов STEP и DXF В состав чертежно-графической среды входит: 2D-параметрический чертежно-графический редактор APM Graph редактор для создания трехмерных строительных объектов (интегрирован в модули APM Structure3D и APM Studio) препроцессор создания моделей для конечно-элементного анализа с поддержкой импорта файлов формата STEP и DXF (модуль APM Studio) СУБД и базы данных состоят из: модуля создания и редактирования баз данных APM Base базы данных стандартных элементов строительных чертежей APM Construction Data библиотеки стандартных сечений APM Section Data (база данных параметрических сечений) базы данных параметров материалов APM Material Data.

 

33. СИСТЕМЫ ANSYS, MSC NASTRAN, ABAQUS

ANSYS — универсальная программная система конечно-элементного (МКЭ) анализа, существующая и развивающаяся на протяжении последних 30 лет, является довольно популярной у специалистов в сфере автоматических инженерных расчётов (CAE, Computer-Aided Engineering) и КЭ решения линейных и нелинейных, стационарных и нестационарных пространственных задач механики деформируемого твёрдого тела и механики конструкций (включая нестационарные геометрически и физически нелинейные задачи контактного взаимодействия элементов конструкций), задач механики жидкости и газа, теплопередачи и теплообмена, электродинамики, акустики, а также механики связанных полей. Моделирование и анализ в некоторых областях промышленности позволяет избежать дорогостоящих и длительных циклов разработки типа «проектирование — изготовление — испытания». Система работает на основе геометрического ядра Parasolid.

Программная система КЭ анализа ANSYS разрабатывается американской компанией Ansys Inc. Компания также выпустила другие системы КЭ моделирования, в том числе DesignSpace, AI Solutions (NASTRAN, ICEM CFD); предназначенные для использования в более специфических отраслях производства.

В качестве стратегического партнёра фирма сотрудничает со многими компаниями, помогая им провести необходимые изменения. Предлагаемые фирмой Ansys Inc. средства численного моделирования и анализа совместимы с некоторыми другими пакетами, работают на различных ОС. Программная система ANSYS сопрягается с известными CAD-системами Unigraphics, CATIA, Pro/ENGINEER, SolidEdge, SolidWorks, Autodesk Inventor и некоторыми другими.

Программная система ANSYS является довольно известной CAE-системой, которая используется на таких известных предприятиях, как ABB, BMW, Boeing, Caterpillar, Daimler-Chrysler,Exxon, FIAT, Ford, БелАЗ, General Electric, Lockheed Martin, MeyerWerft, Mitsubishi, Siemens, Shell, Volkswagen-Audi и др., а также применяется на многих ведущих предприятиях промышленности РФ, пример, ГУП НИИМосстрой и т. д.

MSC.Nastran - программа конечно-элементного анализа. MSC.Nastran обеспечивает полный набор расчетов, включая расчет напряженно - деформированного состояния, собственных частот и форм колебаний, анализ устойчивости, решение задач теплопередачи, исследование установившихся и неустановившихся процессов, акустических явлений, нелинейных статических процессов, нелинейных динамических переходных процессов, расчет критических частот и вибраций роторных машин, анализ частотных характеристик при воздействии случайных нагрузок, спектральный анализ и исследование аэроупругости. Предусмотрена возможность моделирования практически всех типов материалов, включая композитные и гиперупругие. Расширенные функции включают технологию суперэлементов (подконструкций), модальный синтез и макроязык DMAP для создания пользовательских приложений. Наряду с расчетом конструкций MSC.Nastran может использоваться и для оптимизации проектов. Широкие возможности функции оптимизации MSC.Nastran позволяют использовать его для автоматической идентификации компьютерной расчетной модели и эксперимента. MSC.Nastran также включает уникальную функцию оптимизации конструкции с неограниченными изменениями ее геометрической формы (изменение геометрической топологии объекта) при минимизации веса и удовлетворении граничным условиям по прочности. Применяется MSC.Nastran также и для планирования экспериментов (определения мест расположения датчиков) и оценки полноты полученных экспериментальных данных. С помощью MSC.Nastran решаются также задачи моделирования систем управления, систем терморегулирования с учетом их воздействия на конструкцию. В MSC.Nastran проводятся сложные многошаговые исследования работы конструкции как при изменении условий нагружения, граничных условий и любых других параметров конструкции, так и при переходе от одного вида анализа к другому. Основу MSC.Nastran составляют отработанная технология элементов и надежные численные методы. MSC.Nastran работает на персональных компьютерах, рабочих станциях и суперкомпьютерах, предусматривает возможности векторной и параллельной обработки данных на ЭВМ, которые поддерживают эти функции.
Программный конечно-элементный комплекс ABAQUS — универсальная система общего назначения, предназначенная как для проведения многоцелевого инженерного многодисциплинарного анализа, так и для научно-исследовательских и учебных целей в самых разных сферах деятельности, в числе которых:

· автомобилестроение (компании BMW, FORD, General Motors, Mercedes, Toyota, Volvo, GoodYear);

· авиастроение и оборонная промышленность (General Dynamics, Lockheed Martin, US Navy, Boeing);

· электроника (HP, Motorola, IBM, Digital);

· металлургия (British Steel, Dupont);

· производство электроэнергии (ABB, AEA Technology, EPRI, «Атомэнергопроект»);

· нефтедобыча и переработка (Exxon/Mobil, Shell, Dow);

· производство товаров народного потребления (3M, Kodak, Gillette);

· общая механика и геомеханика (GeoConsult, ISMES, «Гидропроект»).

С помощью комплекса ABAQUS можно решать такие сложные задачи, как расчет прочности турбомашин и проектирование двигательных установок, анализировать работу шасси и трансмиссий, определять поведение шин, рассчитывать сварные соединения, проводить анализ аварийных столкновений (краш-тесты), осуществлять тесты на падение, моделировать сверхпластическое формирование, литье металлов, пробивание материала, выполнять расчеты композиционных структур, учитывать контактное взаимодействие большого числа тел и самоконтакт, сейсмические воздействия, взрывные воздействия, проводить расчеты надежности ядерных реакторов, анализ прочности электронных компонентов и т.д.

В этой статье, открывающей цикл публикаций о возможностях ABAQUS, излагаются основы программного комплекса ABAQUS, а также рассматриваются вопросы эффективного применения данного продукта на всех стадиях производства.