Oprogramowanie do symulacji systemów mechanicznych

Prezentacja na temat: "Oprogramowanie do symulacji systemów mechanicznych"— Zapis prezentacji:

1 Oprogramowanie do symulacji systemów mechanicznych
Dr inż. J. Stokłosa Laboratorium symulacji konstrukcji Wydział Transportu i Informatyki Wyższa Szkoła Ekonomii i Innowacji w Lublinie

2 Laboratorium Symulacji konstrukcji WTiI dysponuje:
 Pakiet MSC ADAMS (Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems). MSC Adams jest najczęściej na świecie wykorzystywanym oprogramowaniem do symulacji systemów mechanicznych.  Pozwala na budowę i testowanie wirtualnych prototypów poprzez realistyczną zarówno wizualną, jak i matematyczną symulację pełnego zachowania złożonych projektów systemów mechanicznych, Universal Mechanism UM – pakiet do modelowania dynamiki pojazdów szynowych, ANSYS - Pakiet do obliczeń wytrzymałościowych konstrukcji (statyka i dynamika), 

3

4 Pakiet MSC Software: ADAMS - możliwość szybkiego konstruowania i testowania funkcjonalnych, wirtualnych prototypów całych pojazdów oraz ich podsystemów. Pomaga to zredukować czas i koszty, obniżyć poziom ryzyka w procesie tworzenia oraz poprawia jakość nowych projektów pojazdów, MSC NASTRAN - program umożliwiający obliczenia Metodą Elementów Skończonych w zakresie: statyki (liniowej i nieliniowej) wyboczeń, analizy modalnej, analiz częstotliwościowych, przewodnictwa cieplnego, analizy kompozytów, analiz osiowo – symetrycznych, harmonicznych, akustyki, zjawisk aeroelastycznych.

5 Pakiet MSC Software: DIGIMAT jest środowiskiem symulacyjnym, pozwalającym na modelowanie materiałów kompozytowych na bazie polimerów, gum, metali oraz nanomateriałów. ACTRAN - narzędzie do symulowania akustyki, wibroakustyki oraz aeroakustyki. MSC.FATIGUE to środowisko analiz z zakresu wytrzymałości zmęczeniowej nisko i wysokocyklowej. Umożliwia szybkie i dokładne przewidywanie jak długo dany produkt wytrwa w danej kombinacji w zależności od czasu lub częstotliwości obciążenia, oraz optymalizację wagi i kształtu produktów.

6 Pakiet oprogramowania Universal Mechanism
Pakiet programów do modelowania dynamiki i kinematyki systemów mechanicznych. Pakiet składa się z szeregu modułów dedykowanych do modelowania dynamiki: robotów i manipulatorów, pojazdów szynowych (UM Loco), samochodów (UM Automotive), pojazdów gąsienicowych (UM Tracked Vehicle), zużycia profili zestawów kołowych pojazdów szynowych (UM Wheel/Rail Wear), pociągów (Um Train 3D) m.in do modelowania sił w połączeniach międzywagonowych, analizowania trwałości elementów konstrukcji (UM Durability) moduł optymalizacji parametrów konstrukcji (UM Experiments)

7 Pakiet oprogramowania Universal Mechanism
Analiza kontaktu koło-szyna Pakiet oprogramowania Universal Mechanism

8 Uszkodzenia spowodowane zmęczeniem kontaktowym spowodowanym naprężeniami i przemieszczeniami w obszarze styku koła z szyną

9 Naprężenia na styku koło-szyna
Fragment w obszarze styku koła z szyną:: 30×30×30 мм Liczna elementów: Liczba węzłów: Liczba stopni swobody: В процессе эксплуатации контактирующие поверхности колеса и рельса изнашиваются и приобретают сложные геометрические формы. Ввиду нелинейности таких контактных задач чаще всего для их решения используются конечноэлементные расчётные схемы. Особенностью контакта колеса и рельса является локализация напряжений в очень малых объёмах по сравнению с размерами контактирующих тел. Поэтому для построения расчётной схемы из колеса и рельса выделяются фрагменты, прилегающие к области контакта. Они разбиваются на конечные элементы, на узлы схемы накладываются абсолютно жёсткие связи, запрещающие линейные перемещения и вращение тел. Однако при включении в расчётную схему даже сравнительно небольших фрагментов тел, они имеют большую размерность, что демонстрирует пример на слайде. Задача требует решения системы с большим количеством алгебраических уравнений, что приводит к значительным затратам машинного времени. Для моделирования накопления контактно-усталостных повреждений необходимо многократно, десятки тысяч раз решать контактную задачу, поэтому одной из важных проблем является уменьшение затрат машинного времени на её решение. В модуле UM RCF для моделирования контактных напряжений используются конечноэлементные фрагменты на упругом основании, что сводит число степеней свободы расчётной схемы к минимуму и тем самым уменьшает затраты машинного времени во много раз. При этом точность результатов остаётся достаточной для инженерных расчётов. Naprężenia ekwiwalentne w obszarze kontaktu

10 Analiza sił występujących w urządzeniach cięgłowo-zderznych

11 Dziękuję za uwagę