AutoFEM analyse est le logiciel convivial et facile à utiliser pour l'analyse par éléments finis
AutoFEM analyse peut être utilisée par la grande communauté des ingénieurs travaillant dans le domaine de la conception mécanique et structurelle. Vous ne devez pas être un spécialiste dans la méthode des éléments finis pour utiliser AutoFEM analyse. Il y a plusieurs demandé-pour les modules, qui permettent de résoudre des problèmes cruciaux pour l'ingénierie mécanique et structurelle. Ils sont comme suit :
- Module d'analyse statique AutoFEM effectue modélisation de l'état de stress en structures mécaniques et de tester leur force ;
- Module d'analyse de fatigue AutoFEM permet d'étudier l'influence de chargement cyclique sur la résistance et la durabilité d'une structure mécanique ;
- Module d'analyse de fréquence AutoFEM contribue à révéler les fréquences naturelles (résonances) des structures et des modes d'oscillations ;
- Module d'analyse de flambement AutoFEM détermine les charges critiques d'un système mécanique lorsque ces derniers peuvent être détruits ;
- Module d'analyse des oscillations AutoFEM trouve une réponse en amplitude / fréquence de la structure ;
- Module d'analyse thermique AutoFEM résout les diverses tâches liées à la transmission de la chaleur.
- Module d'intégration AutoFEM & ShipConstructor transfère les données de la base de données ShipConstructor sur modèle d'éléments finis.
AutoFEM est un système d'analyse des éléments finis.
La caractéristique principale du système est son intégration profonde avec AutoCAD.
En utilisant Analyse AutoFEM, l’utilisateur d'AutoCAD peut résoudre le problème de la modélisation des éléments finis de divers phénomènes physiques:
- L'analyse statique (analyse des contraintes et de déformation de la structure) - le module d'Analyse statique AutoFEM;
- Calcul des fréquences propres (résonances) des structures - le module d'Analyse de fréquence AutoFEM;
- Calcul de la charge critique (la stabilité de la structure) - le module d'Analyse flambage AutoFEM;
- Calculs thermiques (répartition des champs de température) - le module d'Analyse thermique AutoFEM.
Algorithme général de travail avec l’analyse AutoFEM est suivant:
Tout d'abord, l'utilisateur doit créer un modèle en trois dimensions (3D) du produit dans l'environnement d'AutoCAD.
Puis, sans quitter AutoCAD, l’utilisateur doit créer un problème d'analyse des éléments finis de qui est appelé “L'étude”.
Le modèle est chargé dans le préprocesseur AutoFEM qui est intégré à AutoCAD.
En utilisant le préprocesseur l'utilisateur spécifie les paramètres externes et internes des phénomènes physiques simulés (maillage d'éléments finis, les conditions limites, les matériaux, etc.) et transmet "L’étude" au processeur AutoFEM. Le processeur AutoFEM effectue la construction et la solution des systèmes d'équations algébriques, selon la méthode des éléments finis.
À l’aide du Postprocesseur AutoFEM, l’utilisateur effectue l’analyse des résultats et la création de documents - c’est-a-dire des rapports, vidéos .avi, etc.
Ainsi, les utilisateurs d’AutoCAD, ont la possibilité d'effectuer l’analyse des éléments finis dans l'environnement du programme ordinaire et habituel.
Télécharger une vidéo démo sur Analyse AutoFEM
Bases théoriques de l'analyse AutoFEM
AutoFEM Analyse - est un logiciel d'analyse par éléments finis, basé sur la méthode des éléments finis.
Méthode des éléments finis (FEM) est le chemin qui mène à prédire le comportement des structures dans des conditions réelles.
Le principe général de la méthode des éléments finis est la suivante.
La conception, qui est, en général, un système avec un nombre infini de degrés de liberté, est divisée en un nombre fini de volumes élémentaires - soi-disant les éléments fini. Puisque la forme d'un élément fini est connu à l'avance (segment, triangle, caisse, etc), il est possible d'écrire les relations qui établissent une relation mathématique entre les variations d'une grandeur physique dans un seul élément.
Par exemple, pour le problème de l'analyse de la résistance statique est déterminé la dépendance de la forme géométrique d'un élément fini (souche) de l'élément attaché aux forces extérieures. La forme géométrique d'un des éléments finis est définie par les coordonnées spatiales des points précis sur les limites d'un des éléments finis, qui sont appelés nœuds. Demande aux forces des éléments finis provoque un déplacement de nœuds (souche). Ce changement peut être exprimé sous la forme d'équations algébriques. Pour l'analyse thermique déterminé la dépendance de la distribution de la température en fonction des éléments finis.
Pour chaque élément finis est construit un système d'équations algébriques décrivant la formulation mathématique du problème physique. Par exemple, pour le problème de la résistance statique à la forme matricielle du système d'équations peut être écrite comme
[Kel] * [Xel] = [Pel], où
[Kel] - matrice de rigidité des éléments finis
[Pel] - vecteur de forces appliquées à l'élément fini
[Xel] - le vecteur inconnu des déplacements des points caractéristiques de l'élément fini, appelés nœuds. Ce vecteur est à déterminer.
Dans la première version AutoFEM Analyse comme un des éléments finis utilisés tétraèdre. Tetrahedron peut approcher la géométrie arbitrairement complexes de l'objet réel simulé. Un générateur spécial de maillage éléments finis crée un élément du maillage tétraédrique finie pour le modèle solides en trois dimensions d'un produit, fabriqué en AutoCAD.
Après la construction du maillage éléments finis et le calcul des matrices de rigidité locale de chaque élément fini, il est possible de algébriquement et topologiquement résumer tous les éléments de la rigidité locale de la matrice et de construire la rigidité globale de matrice de l'Assemblée. Le résultat (par exemple, l'analyse statique) est un système d'équations de la forme
[KGL] * [XGL] = [PGI], où
[KGL] - matrice de rigidité globale de la construction.
[PGL] - le vecteur global des forces extérieures.
[XGL] - à déterminer le vecteur des déplacements aux nœuds inconnus.
Processeur de AutoFEM Analyse effectue la génération la matrice de rigidité globale et la solution des équations algébriques. Il existe quelques méthodes pour résoudre les équations algébriques. Un des plus célèbres et utilisée est la méthode de Gauss (ou de ses modifications, comme la méthode de Cholesky). Ces méthodes sont généralement appelés à des méthodes directes de résolution des équations algébriques. Le deuxième grand groupe de méthodes d'algèbre linéaire pour résoudre des équations algébriques est méthodes itératives de résolution des équations algébriques telles que la méthode du gradient conjugué.
Processeur de AutoFEM Analyse utilise deux méthodes pour résoudre ces groupes linéaires et non linéaires des équations algébriques qui sont pris en compte dans la modélisation par éléments finis.
Après la résolution des équations à chaque noeud du maillage éléments finis est connu déplacements et des contraintes (pour la statique), ou d'autres grandeurs physiques comme la température pour l'analyse thermique. Ces données sont transmises en Postprocesseur de AutoFEM Analyse, qui a été pleinement intégrée dans l'interface d'AutoCAD.
La théorie de la méthode des éléments finis est décrite dans de nombreux livres et articles. Il n'est pas facile de recommander l'un d'eux, car les quantités, il ya environ une centaine de milliers. Peut-être l'un des plus célèbre auteur sur le thème de FEM est O.C. Zienkiewicz. Ses livres ont été traduits dans toutes les langues européennes. Par exemple, une de la dernière édition de son livre est Zienkiewicz OC, Taylor RL Vol. 1-3. La méthode des éléments finis. (2000) (T).
AutoFEM Analyse utilise divers algorithmes éléments finis qui sont décrites dans des articles scientifiques et livres sur la FEA et thématiques FEM.