С момента первого появления решений Ansys для механики деформируемого твердого тела в 1969 году, инженеры использовали ПО для прочностных расчетов, чтобы оптимизировать свои конструкции и оценивать прочность изделия.

Технология численного моделирования от Ansys продолжает развиваться, удовлетворяя потребности инженеров, которые используют ее для создания инновационных продуктов, систем и процессов.

Итак, без лишних слов, вот три примера анализа прочности, которые подчеркивают важность ПО для численного моделирования.

Как инженеры проектируют детали для аддитивного производства

Раньше компания Rosswag Engineering проходила через 10 итераций печати, прежде чем ее команда по аддитивному производству изготавливала деталь, соответствующую всем техническим требованиям. Поскольку затраты на одну печать с учетом времени разработки, издержек и материалов могли стоить компании нескольких тысяч долларов, метод проб и ошибок не был благоприятен для бизнеса.

Позже Rosswag внедрила в цикл разработки Ansys Additive Print, чтобы помочь спрогнозировать напряжения в материале детали и его поведение при печати.

Определив возможные искажения формы и внутренние напряжения с помощью численного моделирования, Rosswag успешно оптимизировала свои конструкции. В результате время разработки изделий сократилось на несколько месяцев, а детали печатались корректно с первого раза.

История Холлквиста о создании инструмента для анализа высоконелинейных динамических процессов

После приобретения компании Livermore Software Technology Corporation (LSTC) пользователи Ansys получили возможность полноценно использовать функционал решателя LS-DYNA для анализа высоконелинейных динамических процессов. Это позволяет инженерам изучать процессы, в которых материал подвержен серьезным деформациям или даже разрушению.

История LS-DYNA берет начало в 1976 году в Ливерморской Национальной лаборатории им. Э. Лоуренса. В те годы Джон Холлквист (John Hallquist) начал создавать решатель c явной схемой интегрирования по времени для исследования высоконелинейных динамических процессов. Успех ПО привел к созданию LSTC в 1987 году с LS-DYNA в качестве основного программного продукта.

Джон Холлквист и LSTC продолжили совершенствовать ПО для поддержки других методов анализа, включая:

• Метод конечных элементов в произвольной Лагранжево-Эйлеровой постановке
• Вычислительную гидродинамику для несжимаемых жидкостей (CFD)
• Моделирование динамики сжимаемых жидкостей
• Метод дискретных элементов (DEM)
• Электромагнетизм
• Бессеточный метод Галеркина
• Моделирование взаимодействия жидкости и твердого тела (FSI)
• Неявные методы
• Анализ вибраций, акустики и воздействия на человека (NVH)
• Метод сглаженных частиц (SPH)
• Теплообмен

Пример прочностного анализа вакуумных свай

Вакуумные сваи – удивительная технология швартовки. Эти устройства представляют собой цилиндр с одним открытым торцом. Технология включает размещение сваи на морском дне, откачку воды из сооружения и использование перепада давления для погружения устройства в почву.

Как только свая погружается в почву, она обеспечивает прочную опору для шельфового бурения, поисковых судов, ветряных мельниц и всего, что должно оставаться на рейде в воде.

Чем крепче свая, тем большую устойчивость она обеспечивает. Тем не менее, это также значит, что инженерам нужно убедиться, что вакуумная свая сможет устоять при воздействии большого давления по мере погружения под воду и в землю.

Традиционно инженеры при моделировании данной конструкции использовали радиальные пружины с нелинейной жесткостью. Результатом становилось консервативное решение, приводящее к большой металлоемкости при создании конструкции.

Моделирование конструкции в Ansys Mechanical методом конечных элементов (FEA) и использование библиотеки материалов геомеханики позволило решить эту проблему, что сэкономило более 280 000 долларов.

Оригинал статьи: https://www.ansys.com/blog/3-structural-analysis-examples-engineers

Любые названия брендов, продуктов, услуг и функций, а также логотипы и слоганы, такие как Ansys, Ansys Additive Print, Ansys LS-DYNA, Ansys Mechanical являются зарегистрированными товарными знаками или товарными знаками ANSYS, Inc. или ее дочерних компаний в США или других странах.