Содержание:
Оглавление
Об авторах 1
Введение 3
Предисловие 5
Аудитория 6
Предназначение 7
Соглашения 9
Благодарности 9
Контактная информация 10
Глава 1. SolidWorks как база для инженерных приложений 11
1.1. Интегрированные CAD/CAE-системы 11
1.2. Твердотельное моделирование 14
1.3. Поверхностное и гибридное моделирование 15
1.4. Работа в сборке 17
1.5. Работа в режиме чертежа 18
1.6. Обмен графической информацией 19
Глава 2. Методы решения уравнений физики в механических САПР 21
2.1. Основы метода конечных элементов 21
2.1.1. Понятие конечного элемента 22
2.1.2. Построение программы МКЭ 25
2.1.3. Учет нелинейности в процедурах МКЭ 27
2.2. Метод конечных объемов 31
2.3. Методы оптимизации в инженерном анализе 37
2.3.1. Параметрические системы проектирования как элемент систем оптимизации 38
2.3.2. Базовые понятия нелинейного программирования 39
2.3.3. Алгоритм метода комплексов 45
2.3.4. Использование процедур оптимизации в САПР 48
2.4. Методы построения оптических моделей и расчета изображений 52
Глава 3. Структурная механика — линейная задача (COSMOSWorks) 57
3.1. Назначение 58
3.2. Теоретическая база 59
3.3. Интерфейс 61
3.4. Функциональные возможности 69
3.4.1. Базовые возможности анализа 70
3.4.2. Последовательность расчета 71
3.4.3. Свойства материалов 72
3.4.4. Граничные условия 72
3.4.5. Генерация сетки 72
3.4.6. Контактная задача 73
3.4.7. Решатели 77
3.4.8. Постпроцессор 77
3.4.9. Интерфейсы 77
3.4.10. Возможности версии 2007 года 78
3.5. Моделирование узлов посредством гибридных сеток конечных элементов 83
3.5.1. Постановка задачи 84
3.5.2. Подготовка геометрической модели 84
3.5.3. Анализ 86
3.5.4. Решение 88
3.5.5. Модель точечных швов с использованием виртуальных объектов 96
3.6. Моделирование конструкций посредством гибридных сеток конечных элементов 101
3.6.1. Постановка задачи 101
3.6.2. Подготовка геометрической модели 102
3.6.3. Анализ 105
3.6.4. Решение 105
3.7. Расчет рам посредством гибридных, поверхностных и балочных моделей 128
3.7.1. Постановка задачи 128
3.7.2. Расчет опоры по гибридной модели с поверхностями и телами 128
3.7.3. Расчет ствола по оболочечной модели 140
3.7.4. Основы построения балочных моделей 141
3.7.5. Расчет ствола по балочной модели 157
3.7.6. Расчет мачты по балочной модели 161
3.8. Выводы 166
Глава 4. Структурная механика — нелинейная задача (COSMOSWorks) 167
4.1. Назначение 168
4.2. Теоретическая база 168
4.3. Интерфейс 169
4.4. Функциональные возможности 169
4.4.1. Базовые возможности анализа 169
4.4.2. Последовательность расчета 170
4.4.3. Свойства материалов 171
4.4.4. Генерация сетки 174
4.4.5. Граничные условия 174
4.4.6. Контактная задача 174
4.4.7. Решатели 175
4.4.8. Постпроцессор 176
4.5. Упругопластическая модель проушины амортизатора 176
4.5.1. Постановка задачи 176
4.5.2. Анализ 180
4.5.3. Решение 181
4.5.4. Анализ состояния узла с учетом физической нелинейности 197
4.6. Устойчивость квадратной пластины 203
4.6.1. Постановка задачи 203
4.6.2. Анализ 204
4.6.3. Решение 205
4.7. Закритическое поведение цилиндрической оболочки 211
4.7.1. Постановка задачи 211
4.7.2. Анализ 212
4.7.3. Решение 213
4.8. Выводы 217
Глава 5. Аэрогидродинамика и теплопередача 219
5.1. COSMOSFloWorks, EFD.Lab, EFD.V5, EFD.Pro, FloXpress 219
5.2. Кому и зачем нужны эти расчеты? 222
5.3. Возможности COSMOSFloWorks 226
5.3.1. Математическое моделирование физических процессов 227
5.3.2. Решение поставленной математической задачи 245
5.4. Взаимодействие с SolidWorks 252
5.4.1. Твердое тело и область, занятая текучей средой 254
5.4.2. Проект и конфигурация 267
5.4.3. Визуализация результатов в среде SolidWorks 269
5.4.4. Интерфейс COSMOSFloWorks 276
5.5. Решение задачи 285
5.5.1. Возможность решения задачи 285
5.5.2. Модификация модели SolidWorks 286
5.5.3. Создание проекта COSMOSFloWorks 287
5.5.4. Физические особенности 321
5.5.5. Задание граничных и начальных условий 334
5.5.6. Постановка целей проекта 384
5.5.7. Регулирование расчетной сетки 385
5.5.8. Управление процессом расчета 397
5.5.9. Просмотр результатов 416
5.5.10. Инструменты COSMOSFloWorks 449
5.5.11. Определение точности полученного решения 452
5.6. Стратегия решения задачи 459
5.6.1. Рекомендации по просмотру результатов 460
5.6.2. Некоторые ошибки пользователей 463
5.7. Подводя итоги 467
Глава 6. Проектирование элементов механических систем 469
6.1. Кулачки 469
6.1.1. Функциональные возможности и ограничения 469
6.1.2. Интерфейс 471
6.1.3. Практика использования 471
6.2. Проектирование и расчет балок 493
6.2.1. Функциональные возможности и ограничения 493
6.2.2. Интерфейс 494
6.2.3. Практика использования 494
6.3. Расчет подшипника 511
6.4. Toolbox Browser 513
6.4.1. Краткое описание 513
6.4.2. Автокрепежи 515
6.4.3. Трансмиссии 516
6.5. GearTrax 518
6.5.1. Функциональные возможности и ограничения 519
6.5.2. Интерфейс 523
6.5.3. Практика использования 535
6.6. Напряженно-деформированное состояние редуктора 553
6.6.1. Постановка задачи 553
6.6.2. Анализ 554
6.6.3. Решение 556
6.6.4. Выводы 568
6.7. Выводы 568
Глава 7. Кинематика и динамика (COSMOSMotion) 571
7.1. Назначение 571
7.2. Теоретическая база 572
7.3. Интерфейс 573
7.4. Функциональные возможности 577
7.4.1. Возможности версий 2006—2007 годов 578
7.4.2. Команды программы 580
7.4.3. Интерфейс с COSMOSWorks 591
7.5. Моделирование косозубого зубчатого зацепления 597
7.5.1. Постановка задачи 598
7.5.2. Анализ 600
7.5.3. Решение 601
7.5.4. Рассмотрение результатов 625
7.5.5. Модифицирование конструкции 634
7.5.6. Прочностной анализ элементов динамической системы 638
7.6. Выводы 642
Глава 8. Листовой металл — развертки и заготовки (SolidWorks, BlankWorks) 645
8.1. Назначение 646
8.2. Теоретическая база 647
8.2.1. Развертки в SolidWorks 647
8.2.2. Развертки в BlankWorks 654
8.3. Функциональные возможности и ограничения 654
8.3.1. Листовой металл в SolidWorks 654
8.3.2. BlankWorks 684
8.4. Получение заготовки чашки 689
8.4.1. Постановка задачи 689
8.4.2. Анализ 689
8.4.3. Подготовка поверхностной модели 690
8.4.4. Решение 691
8.4.5. Резюме 695
8.5. Выводы 696
Глава 9. Светотехнический анализ и проектирование (OptisWorks) 697
9.1. Назначение 698
9.2. Теоретическая база OptisWorks 699
9.3. Интерфейс 704
9.3.1. Дерево проекта 704
9.3.2. Меню 708
9.3.3. Панели инструментов 716
9.4. Настройки 723
9.4.1. Деталь 723
9.4.2. Сборка 728
9.5. Светотехнический анализ — базовая функциональность 731
9.5.1. Источники света 731
9.5.2. Поверхности 735
9.5.3. Материалы 746
9.5.4. Детекторы 754
9.5.5. Фотометрическая симуляция 766
9.5.6. Результаты на базе детекторов 768
9.6. Светотехнический анализ — проектирование рассеивателя 779
9.6.1. Фотометрическая модель светодиода 780
9.6.2. Подготовка модели корпуса 798
9.6.3. Размещение виртуальных источников 799
9.6.4. Формирование геометрической модели рассеивателя 800
9.6.5. Оптическая симуляция 804
9.6.6. Построение фотометрической модели 806
9.6.7. Фотометрическая симуляция 807
9.6.8. Оптимальное проектирование 814
9.6.9. Эксперт по свету 837
9.6.10. Заключение 845
9.7. Оптический анализ и проектирование — базовая функциональность 846
9.7.1. Подготовка геометрической модели 846
9.7.2. Подготовка оптической модели 847
9.7.3. Оптический анализ 857
9.7.4. Оптическая оптимизация 869
9.8. Заключение 870
Глава 10. Оптимизация работы механических САПР 871
10.1. Аппаратное обеспечение 871
10.2. Тип и настройки операционной системы 876
10.3. Настройки SolidWorks 879
10.4. Специальные манипуляции 884
10.5. Использование сетевых дисков 884
10.6. Одновременное функционирование нескольких приложений 885
10.7. Выводы 886
ПРИЛОЖЕНИЯ 887
Приложение 1. COSMOSWorks 2008 — новые возможности 889
П1.1. Общие усовершенствования 889
П1.2. Новые типы анализа 893
П1.2.1. Проектирование сосудов давления 893
П1.2.2. Динамический линейный анализ 900
П1.2.3. Динамический нелинейный анализ 930
П1.3. Изменения в реализации анализов определенных типов 933
П1.3.1. Расчет коэффициентов видимости для оболочек 933
П1.3.2. Участие грани в теплообмене излучением одновременно с внешней средой и с гранями 933
П1.3.3. Нелинейный анализ с учетом больших деформаций 936
П1.3.4. Процедуры экспорта результатов в другие программы МКЭ 936
П1.3.5. Функциональность балочных моделей 936
П1.3.6. Сценарии проектирования 947
П1.3.7. Поддержка больших перемещений 949
П1.3.8. Процедура Выявить тенденцию 949
П1.4. Граничные условия 951
П1.4.1. Справочные точки для управления сеткой и для приложения нагрузок 951
П1.4.2. Соединитель Болт 952
П1.4.3. Соединитель Шпилька 954
П1.5. Сетка 954
П1.5.1. Гибридные сетки 954
П1.5.2. Использование справочных точек для управления сеткой 955
П1.5.3. Сетка для контактов Узел к поверхности и Поверхность с поверхностью 955
П1.5.4. Модифицированный алгоритм создания сетки 955
П1.6. Контактные условия 957
П1.6.1. Реализация контактных условий с несовместными сетками 957
П1.6.2. Усовершенствованный контакт Поверхность с поверхностью 959
П1.6.3. Контактные условия в гибридных сетках 963
П1.7. Отображение и обработка результатов 974
П1.7.1. Сохранение деформированного вида модели 974
П1.7.2. Графики журналов времени 976
П1.7.3. Отображение компонентов деформации в нелинейном расчете 976
П1.7.4. Эпюра Суть проекта 977
П1.7.5. Линеаризация напряжений 983
Приложение 2. COSMOSFloWorks 2008 — новые возможности 991
П2.1. Новые физические модели 991
П2.1.1. Реальные газы 991
П2.1.2. Теплопередача в пористых телах 992
П2.2. Интеграция с SolidWorks 992
П2.2.1. Автоматическое исправление контактов 992
П2.2.2. Утилита для создания крышек 992
П2.2.3. Проект сохраняется в файл модели 994
П2.3. Интерфейс и удобство пользования 994
П2.3.1. Задание исходных данных 994
П2.3.2. Наблюдение за расчетом 996
П2.3.3. Просмотр результатов 997
Приложение 3. COSMOSMotion 2008 — новые возможности 1001
П3.1. Общие усовершенствования 1001
П3.1.1. Русификация COSMOSMotion 1001
П3.1.2. COSMOSMotion как элемент Исследования движения 1001
П3.1.3. Наличие нескольких моделей движения 1003
П3.1.4. Подключение COSMOSMotion 1003
П3.1.5. Интеграция с SolidWorks 1004
П3.2. Изменения в Менеджере движения 1006
П3.2.1. Сворачиваемая панель 1006
П3.2.2. Фильтры 1006
П3.2.3. Ключевые точки 1006
П3.2.4. Объекты процедуры Физическое моделирование 1006
П3.3. Функциональность COSMOSMotion 1006
П3.3.1. Демпфирующие свойства у пружин 1007
П3.3.2. Эпюры 1007
П3.3.3. Обработка избыточных ограничений 1007
Приложение 4
. GearTeq — развитие GearTrax для проектирования механических передач 1009
П4.1. Общая информация 1009
П4.2. Интерфейс 1010
П4.3. Расширение функциональности 1011
Приложение 5. Описание диска 1015
Литература 1017
Предметный указатель 1019
X Оглавление IX Оглавление