Inventor10-pevnostni Analyza

Pevnostní analýza: Začínáme

6. dubna 2005

© Copyright 2005 Autodesk, Inc. Všechna práva vyhrazena Tato publikace ani její části nesmí být reprodukovány v žádné podobě, žádným způsobem a pro žádný účel. NEPOSKYTUJE K TĚMTO MATERIÁLŮM ŽÁDNÉ PŘEDPOKLÁDANÉ ANI EXPLICITNĚ VYJÁDŘENÉ ZÁRUKY, VČETNĚ PŘEDPOKLÁDANÝCH OBCHODNÍCH ZÁRUK A ZÁRUKY VHODNOSTI PRO DANÝ ÚČEL. UZNÁVÁ A ZPŘÍSTUPŇUJE TYTO MATERIÁLY POUZE ZA ZDE POPSANÝCH PODMÍNEK. NENÍ V ŽÁDNÉM PŘÍPADĚ ZODPOVĚDNÁ ZA MIMOŘÁDNÉ, NEPŘÍMÉ, NÁHODNÉ NEBO NÁSLEDNÉ ŠKODY VZNIKLÉ KOUPÍ NEBO POUŽITÍM TĚCHTO MATERIÁLŮ. JEDINÁ A VÝHRADNÍ ODPOVĚDNOST SPOLEČNOSTI AUTODESK, INC., BEZ OHLEDU NA FORMU ČINNOSTI, NEPŘESAHUJE KUPNÍ CENU ZDE POPSANÝCH MATERIÁLŮ. Informace o autorizaci a podmínkách použití tohoto materiálu v jiných jazycích než v češtině vám poskytne společnost Autodesk, Inc. Všechna práva na překlad této publikace vlastní společnost Autodesk, Inc. Společnost Autodesk, Inc. si vyhrazuje právo na revizi a vylepšení produktů, jak uzná za vhodné. Tato publikace popisuje stav produktu v době jejího vydání a nemusí odrážet stav produktu v budoucnosti.

Obchodní značky společnosti Autodesk Následující značky jsou registrované obchodní značky společnosti Autodesk, Inc. v USA a/nebo jiných zemích: 3D Studio, 3D Studio MAX, 3D Studio VIZ, 3ds Max, ActiveShapes, Actrix, ADI, AEC-X, ATC, AUGI, AutoCAD, AutoCAD LT, Autodesk, Autodesk Envision, Autodesk Inventor, Autodesk Map, Autodesk MapGuide, Autodesk Streamline, Autodesk WalkThrough, Autodesk World, AutoLISP, AutoSketch, backdraft, Biped, Bringing information down to earth, Buzzsaw, CAD Overlay, Character Studio, Cinepak, Cinepak (logo), Civil 3D, Cleaner, Codec Central, Combustion, Design Your World, Design Your World (logo), EditDV, Education by Design, Gmax, Heidi, HOOPS, Hyperwire, i-drop, IntroDV, Lustre, Mechanical Desktop, ObjectARX, Physique, Powered with Autodesk Technology (logo), ProjectPoint, RadioRay, Reactor, Revit, VISION*, Visual, Visual Construction, Visual Drainage, Visual Hydro, Visual Landscape, Visual Roads, Visual Survey, Visual Toolbox, Visual Tugboat, Visual LISP, Volo, WHIP!, and WHIP! (logo). Následující značky jsou obchodní značky společnosti Autodesk, Inc. v USA, a/nebo jiných zemích: AutoCAD Learning Assistance, AutoCAD Simulator, AutoCAD SQL Extension, AutoCAD SQL Interface, AutoSnap, AutoTrack, Built with ObjectARX (logo), Burn, Buzzsaw.com, CAiCE, Cinestream, Cleaner Central, ClearScale, Colour Warper, Content Explorer, Dancing Baby (obrázek), DesignCenter, Design Doctor, Designer's Toolkit, DesignKids, DesignProf, DesignServer, Design Web Format, DWF, DWFit, DWG Linking, DXF, Extending the Design Team, GDX Driver, Gmax (logo), Gmax ready (logo), Heads-up Design, jobnet, ObjectDBX, Plasma, PolarSnap, Productstream, Real-time Roto, Render Queue, Toxik, Visual Bridge, and Visual Syllabus.

Obchodní značky společnosti Autodesk Canada Co. Následující značky jsou registrované obchodní značky společnosti Autodesk Canada Co. ve Spojených státech a/nebo Kanadě a/nebo jiných zemích: Discreet, Fire, Flame, Flint, Flint RT, Frost, Glass, Inferno, MountStone, Riot, River, Smoke, Sparks, Stone, Stream, Vapour, Wire. Následující značky jsou obchodní značky Autodesk Canada Co. v USA, Kanadě a/nebo jiných zemích: Backburner, Multi-Master Editing.

Obchodní značky třetích stran HTML Help © 1995-2002 Microsoft Corp. Všechna práva vyhrazena. Internet Explorer © 1995-2001 Microsoft Corp. Všechna práva vyhrazena. Windows NetMeeting © 1996-2001 Microsoft Corp. Všechna práva vyhrazena. TList™ 5 Active X control, Bennet-Tec Information Systems. Písma od společnosti Bitstream knihovna písem © 1992. Všechna práva vyhrazena. Visual Basic® a logo Visual Basic (pouze grafika) © 1987-2001 Microsoft Corp. Všechna práva vyhrazena.

Autorská práva pro software třetích stran 2D DCM, CDM a HLM jsou obchodní značky společnosti D-Cubed Ltd. 2D DCM © D-Cubed Ltd. 1989-2004. CDM © D-Cubed Ltd. 1999-2004. HLM © D-Cubed Ltd. 1996-2004. ACIS® Copyright © 1989-2001 Spatial Corp. Portions Copyright © 2002-2004 Autodesk, Inc. ANSYS, ANSYS Workbench, CFX, a AUTODYN jsou obchodní značky společnosti ANSYS, Inc. © SAS IP, Inc. 2005. Všechna práva vyhrazena. COPRA MetalBender © 1989-2002 data M Software GmbH. Všechna práva vyhrazena. dBASE je registrovaná obchodní značka společnosti Ksoft, Inc. Intel® Math Kernel Library, © 1999-2003 Intel Corporation. Všechna práva vyhrazena. MD5C.C - RSA Data Security, Inc., MD5 message-digest algorithm © 1991-1992 Objective Grid © 2002 Stingray Software, oddělení společnosti Rogue Wave Software, Inc.Všechna práva vyhrazena. RSA Data Security, Inc. Created 1991. Všechna práva vyhrazena. SafeCast™ © 1996-2002 a FLEXlm™ © 1988-2002 Macrovision Corp. Všechna práva vyhrazena. SMLib © 1998-2003 IntegrityWare, Inc., GeomWare, Inc. a Solid Modeling Solutions, Inc. Všechna práva vyhrazena. Písma od společnosti Payne Loving Trust © 1996. Všechna práva vyhrazena. uuencode/uudecode © 1983 Regents of the University of California. Všechna práva vyhrazena. Wise for Windows Installer © 2002 Wise Solutions, Inc. Všechna práva vyhrazena. Části tohoto softwaru vychází částečně z práce Independent JPEG Group. Části tohoto softwaru © 1981-2003 Microsoft Corp. Části tohoto softwaru © 1992-2002 ITI. TList ActiveX™ control má licenci od Bennet-Tec Information Systems. Tento software obsahuje přehrávač Macromedia Flash Player od společnosti Macromedia, Inc., © 1995-2002 Macromedia, Inc. Všechna práva vyhrazena. Macromedia a Flash jsou registrované obchodní značky nebo obchodní značky společnosti Macromedia, Inc. Všechny ostatní značky, názvy výrobků a obchodní značky patří příslušným vlastníkům.

Publikoval: Autodesk, Inc. 111 McInnis Parkway San Rafael, CA 94903 USA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Obsah

Kapitola 1

Jak začít pracovat s modulem Pevnostní analýza . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Základy Autodesk Inventoru Professional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Koncepce Autodesk Inventoru Professional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Použití nápovědy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Použití nástrojů pevnostní analýzy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Význam pevnostní analýzy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Jak pevnostní analýza funguje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Předpoklady analýzy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Interpretace výsledků pevnostní analýzy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Kapitola 2

Analýza modelů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Práce v prostředí pevnostní analýzy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spuštění pevnostní analýzy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ověření materiálu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Použití zatížení. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Použití vazeb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nastavení parametrů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nastavení možností řešení . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zjištění výsledků . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spuštění modální analýzy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Kapitola 3

2 2 2 4 5 6 6 8

12 13 14 14 18 19 20 21 22

Zobrazení výsledků. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Použití znázornění výsledků . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Úprava panelu barev . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Interpretace výsledků pevnostní analýzy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Interpretace kontur výsledků . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nastavení možností zobrazení výsledku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26 27 29 29 30

|

iii

Obsah

Kapitola 4

Úprava modelů a pevnostních analýz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Změna geometrie modelu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Změna podmínek řešení . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Aktualizace výsledků pevnostní analýzy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Kapitola 5

Generování zpráv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Spuštění zpráv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Interpretace zpráv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Shrnutí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Úvod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Scénář . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dodatky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uložení a distribuce zpráv. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uložení zpráv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tisk zpráv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Distribuce zpráv. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Kapitola 6

38 38 38 38 39 39 40 40 40 40

Správa souborů pevnostní analýzy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Tvorba a použití souborů analýzy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vztahy mezi soubory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oprava odpojených souborů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kopírování souborů geometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vyhodnocení chyb při propojení souborů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tvorba nových souborů analýzy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Export souborů analýzy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42 42 43 43 44 45 45

Rejstřík . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

iv

|

Obsah

Jak začít pracovat s modulem Pevnostní analýza V této kapitole

Autodesk Inventor® Professional nabízí kombinaci oborových nástrojů, které rozšiřují schopnosti Autodesk Inventoru® pro dokončení složitých návrhů strojů a dalších výrobků.

1

■ Úvod ■ Koncepce Autodesk Inventoru

Professional ■ Použití nápovědy ■ Proč provádět pevnostní analýzu ■ Co je to pevnostní analýza

Pevnostní analýza Autodesk Inventoru® Professional je doplněk pracovního prostředí součástí a plechů pro Autodesk Inventor®. Umožňuje analyzovat reakce na pevnost a frekvence návrhů strojírenských součástí. V této kapitole naleznete základní informace o prostředí pevnostní analýzy a pracovní postupy nutné k analýze zatížení a vazeb umístěných u součásti.

1

Základy Autodesk Inventoru Professional Autodesk Inventor Professional vychází z Autodesk Inventoru a obsahuje několik různých modulů. Modul, který je popsán v této příručce, se nazývá Pevnostní analýza. Nabízí funkce pro pevnostní zkoušky návrhů strojírenských produktů. Tato příručka nabízí základní koncepce, které je nutné pochopit pro správné používání aplikace, a příklady, které vás uvedou do funkcí modulu Pevnostní analýza Autodesk Inventoru Professional.

Koncepce Autodesk Inventoru Professional Předpokládá se, že již ovládáte rozhraní a používání nástrojů Autodesk Inventoru. V opačném případě použijte integrovaný systém DSS (Design Support System) pro přístup k online dokumentaci nebo cvičením a projděte cvičení v příručce Začínáme Autodesk Inventoru. Jako nezbytné minimum doporučujeme následující znalosti: ■

Práce se sestavou, modelování součástí, prostředí náčrtu a prohlížeč.

■

Úpravy komponentu na místě.

■

Tvorba, kótování a manipulace s pracovními body a pracovními konstrukčními prvky.

■

Nastavení barevných stylů.

Rovněž je nutné ovládat systém Microsoft® Windows NT® 4.0, Windows® 2000 nebo Windows® XP a koncepce tvorby tras potrubí v rámci strojírenských návrhů sestavy.

Použití nápovědy Při práci můžete potřebovat další informace týkající se prováděné činnosti. Nápověda Autodesk Inventoru Professional nabízí podrobné koncepce, postupy a referenční informace o všech funkcích modulů Autodesk Inventoru Professional a také normalizovaných konstrukčních prvků Autodesk Inventoru.

2

|

Kapitola 1 Začínáme s pevnostní analýzou

Nápovědu zobrazte jedním z následujících způsobů: ■

Vyberte položky Témata nápovědy ➤ Nápověda Autodesk Inventoru Professional a potom klepněte na odkaz požadované aplikace.

■

Nápovědu pro aktivní akci zobrazte stiskem klávesy F1.

■

V libovolném dialogu klepněte na ikonu ?.

■

V grafickém okně klepněte pravým tlačítkem a vyberte položku Jak. Zobrazí se téma Jak týkající se aktuálního nástroje.

Nápovědu pro určitý modul získáte přechodem do části Autodesk Inventor Professional v dolní části domovské stránky Autodesk Inventoru a potom klepnutím na odkaz modulu, který vás zajímá.

Více informací o nových funkcích v poslední verzi získáte v nápovědě klepnutím na odkaz „What’s New in Autodesk Inventor Professional“ a potom klepnutím na téma a funkci, které vás zajímají.

Použití nápovědy

|

3

Použití nástrojů pevnostní analýzy Pevnostní analýza Autodesk Inventoru Professional nabízí nástroje pro určení výkonu konstrukčního návrhu přímo na modelu Autodesk Inventoru. Pevnostní analýza obsahuje nástroje pro umístění zatížení a vazeb na součásti a výpočet výsledné pevnosti, deformace, koeficientu bezpečnosti a rezonanční frekvence. V Autodesk Inventoru spusťte prostředí pevnostní analýzy s aktivní součástí. Nástroje pevnostní analýzy nabízejí:

4

|

■

Provádění pevnostních a frekvenčních analýz součásti.

■

Působení silou, tlakem, nosností, momentem nebo zatížením tělesa na vrcholy, plochy nebo hrany součásti.

■

Aplikaci pevných nebo nenulových vazeb posunutí na model.

■

Vyhodnocení vlivu více parametrických změn návrhu.

■

Zobrazení výsledků analýzy pomocí režimu odpovídajícího napětí, deformace, koeficientu bezpečnosti nebo rezonanční frekvence.

■

Přidávání konstrukčních prvků, například výztuh rohů, zaoblení nebo žeber, opakované vyhodnocení návrhu a aktualizaci řešení.

■

Generování kompletní a automatické zprávy o strojírenském návrhu, kterou lze uložit do formátu HTML.

Kapitola 1 Začínáme s pevnostní analýzou

Význam pevnostní analýzy Provádění analýzy strojírenských součástí ve fázi návrhu pomáhá dodat na trh lepší výrobek v kratším čase. Pevnostní analýza pomáhá při následujících činnostech: ■

Určení, zda je součást dostatečně pevná, aby vydržela očekávané zatížení nebo vibrace bez nežádoucích deformací nebo prasknutí.

■

Získání cenných informací v počátku, kdy náklady na změnu návrhu nejsou ještě vysoké.

■

Určení možných změn návrhu vedoucích k úsporám při zachování požadovaných vlastností a předpokládaného využití.

Pevnostní analýza slouží jako nástroj pro lepší pochopení chování návrhu při určitých podmínkách. Odborně vyškolenému specialistovi by možná trvalo spoustu času provádění takzvané podrobné analýzy za účelem získání přesné odpovědi s ohledem na skutečnost. To, co je často užitečné jak pro pomoc při předpovídání, tak i zlepšování návrhu, jsou vývojová tendence a informace o chování získané ze základní nebo zásadní analýzy. Provedení základní analýzy v počáteční fázi návrhu může podstatným způsobem ovlivnit celý proces tvorby. Příklad použití pevnostní analýzy: Při návrhu podpěry nebo jednoduchých svařenců mohou deformace součásti ovlivnit lícování důležitých komponentů, které pak tvoří síly vedoucí k rychlejšímu opotřebení. Při vyhodnocování efektů vibrací hraje geometrie důležitou roli v rezonanční frekvenci součásti. Přesné vynechání nebo zachycení určitých rezonančních frekvencí může způsobit rozdíl mezi nefunkčností a optimálním výkonem. Při jakékoliv analýze, detailní nebo základní, je důležité brát v úvahu povahu odchylek, vyhodnocovat výsledky a zkoušet finální návrh. Správné použití pevnostní analýzy výrazně snižuje počet nutných fyzických testů. Zkoušením širšího rozsahu možností návrhu můžete zdokonalit konečný výrobek. Více informací o možnostech pevnostní analýzy, online demonstrace a cvičení nebo nápovědu k analýze sestav Autodesk Inventoru naleznete na adrese http://www.ansys.com/autodesk.

Význam pevnostní analýzy

|

5

Jak pevnostní analýza funguje Pevnostní analýza se provádí pomocí matematického modelu fyzikálního systému složeného z těchto částí: ■

Součást (model).

■

Vlastnosti materiálu.

■

Vhodné omezující podmínky (předběžné zpracování).

■

Řešení daného matematického modelu. Pro nalezení výsledku je součást rozložena na mnoho malých prvků. Řešení spočívá v určení individuálního chování každého prvku a následné předpovědi chování celého systému.

■

Studie výsledků řešení (dodatečné zpracování).

Předpoklady analýzy Pevnostní analýza Autodesk Inventoru Professional je použitelná pouze pro lineární vlastnosti materiálu, kde je tlak přímo úměrný napětí v materiálu (tzn. bez stálého napětí v materiálu). Lineární chování nastává v místě, kde je sklon křivky pevnostního zatížení v oblasti pružnosti (měřeno jako modul pružnosti v tahu) konstantní. Předpokládá se, že deformace jsou mnohem menší než tloušťka součásti. Například při studii prohnutí nosníku musí být vypočtené posunutí podstatně menší než nejmenší plocha příčného řezu nosníku. Výsledky nejsou závislé na teplotě. Předpokládá se, že teplota neovlivňuje vlastnosti materiálu. CAD reprezentace skutečného modelu je rozložena na malé kousky (podobně jako 3D skládanka). Tento proces se nazývá sesíťování. Čím kvalitnější je síť (skupina prvků), tím lepší je matematický model součásti. Kombinací chování jednotlivých prvků pomocí simultánních rovnic můžete předpovědět chování tvarů, které by nebylo jinak možné vyvodit při použití základních výpočtů uzavřených tvarů z typických strojírenských příruček.

6

|

Kapitola 1 Začínáme s pevnostní analýzou

Následující blok (prvek) má velmi dobře definované mechanické a modální chování.

V případě této jednoduché součásti by bylo složité předpovědět strukturální chování modelu pomocí ručního řešení rovnic.

Zde je stejná součást rozložená na malé bloky (sesíťované do prvků), z nichž každý má definované chování a je možné jej spočítat (vyřešit) a snadno interpretovat (dodatečně zpracovat).

Jak pevnostní analýza funguje

|

7

Interpretace výsledků pevnostní analýzy Výstup matematického řešení je většinou velké množství holých dat. Takové množství dat by bylo obtížné interpretovat bez třídění dat a grafického znázornění, neboli dodatečného zpracování. Pomocí dodatečného zpracování lze vytvářet grafická znázornění rozložení tlaku, deformací a ostatních aspektů modelu. Interpretace výsledků dodatečného zpracování je klíčová pro určení těchto oblastí: ■

Oblasti možných problémů, například slabých míst v modelu.

■

Oblasti s přebytkem materiálu, například v místech s malým nebo žádným zatížením.

■

Cenné informace o charakteristikách výkonu modelu, například vibracích, které by se zjistily až při testování vyrobeného fyzického modelu (prototypu).

Ve fázi vyhodnocování výsledků byste měli myslet velmi kriticky. Porovnáte výsledky (například čísla, barvu obrysů, pohyby) s očekávanými výsledky. Poté určíte, zda výsledky dávají smysl, a vysvětlíte je pomocí strojírenských principů. Liší-li se výsledky od očekávání, je nutné zkontrolovat podmínky analýzy a určit, kde jsou neshody.

Ekvivalentní napětí Třírozměrné napětí se vyskytuje v několika směrech. Tato napětí se většinou vyjadřují pomocí shrnutí do ekvivalentního napětí, známého také jako von Misesovo napětí. Třírozměrné těleso má šest složek napětí. Jsou-li vlastnosti materiálu experimentálně zjištěny pomocí jednoosého testu napětí, je k nim systém reálného napětí vztažen kombinací šesti složek napětí do jediného ekvivalentního napětí.

Deformace Deformace je míra napnutí objektu způsobená zatížením. Pomocí výsledků deformací můžete určit, kde a jak moc se součást ohne, a sílu potřebnou k udržení ohybu v patřičných mezích.

8

|

Kapitola 1 Začínáme s pevnostní analýzou

Koeficient bezpečnosti Mez pevnosti všech objektů závisí na použitém materiálu, tedy na průtažnosti materiálu. Má-li ocel průtažnost 40000 psi, všechny tlaky nad touto hranicí budou mít za následek trvalou deformaci. Není-li návrh určen k trvalému namáhání za hranicí průtažnosti (ve většině případů), je maximální dovolená hodnota napětí 40000 psi. Koeficient bezpečnosti lze vypočítat jako poměr mezi maximálním dovoleným napětím a ekvivalentním (von Misesovým) napětím, výsledek musí mít hodnotu větší než jedna, aby byl návrh přijatelný. (Hodnota menší než 1 znamená nějaké stálé deformace.) Koeficient bezpečnosti upozorňuje na oblasti možných problémů, kde jsou výsledky ekvivalentního napětí zobrazeny červeně bez ohledu na jejich hodnotu. I když koeficient bezpečnosti 1 znamená, že materiál je přesně na hranici, většina konstruktérů se snaží o koeficient bezpečnosti od 2 do 4 kvůli možnosti většího zatížení. Přestože se maximální očekávaná zátěž často opakuje, neznamená to, že místa návrhu, které dochází k deformacím, se určitě musí zničit. Opakované vysoké zatížení může vyústit v únavu materiálu, kterou pevnostní analýza AIP nesimuluje. V takových situacích se řiďte podle strojírenských principů.

Módy frekvencí Vibrační analýza se používá k testování modelu na přítomnost následujících jevů: ■

Přirozená rezonanční frekvence (například rezonující tlumič při běhu naprázdno nebo jiné chyby)

■

Náhodné vibrace

■

Otřesy

■

Nárazy

Každý z těchto jevů může ovlivnit přirozenou frekvenci modelu, což může mít za následek rozkmitání a následnou chybu. Tvar modelu je posunutý tvar, který model využívá, když dosáhne rezonanční frekvence.

Interpretace výsledků pevnostní analýzy

|

9

10

Analýza modelů

V této kapitole

Až bude model definován, definujte zatížení a vazby pro podmínky, které chcete vyzkoušet, a potom spusťte analýzu modelu. V prostředí pevnostní analýzy připravte model na analýzu a potom spusťte analýzu.

2

■ Prostředí pevnostní analýzy ■ Uživatelské rozhraní pevnostní

analýzy ■ Příprava modelu pro analýzu ■ Spuštění analýzy

V této kapitole se dozvíte, jak definovat zatížení, vazby a parametry a jak spustit analýzu.

11

Práce v prostředí pevnostní analýzy Pevnostní analýza slouží k analýze návrhu součásti a rychlému vyhodnocení různých možností. Model lze analyzovat v různých podmínkách s použitím různých materiálů, zatížení a vazeb (nebo okrajových podmínek) a potom sledovat výsledky. Můžete provádět pevnostní analýzy nebo analýzy rezonanční frekvence s asociovanými tvary módů. Po prohlédnutí a vyhodnocení výsledků můžete upravit model a znovu spustit analýzu, abyste zjistili, jaký měla úprava efekt. Analýzu můžete provádět v prostředí součástí nebo plechů. Jak spustit prostředí pevnostní analýzy 1 Spusťte prostředí součásti nebo plechu. 2 V horní části okna nástrojů Prvky vyberte z rozbalovací nabídky položku Pevnostní analýza. Ve standardním panelu nástrojů přibudou nástroje pevnostní analýzy a zmizí některé nástroje pro modelování součástí. V okně nástrojů se zobrazí nástroje pevnostní analýzy, rovněž se zobrazí prohlížeč pevnostní analýzy.

Okno nástrojů Pevnostní analýza

Prohlížeč Pevnostní analýza

12

|

Kapitola 2 Analyzování modelů

Nástroje pevnostní analýzy

V prohlížeči jsou zatížení a vazby uvedeny v seznamu Zatížení a vazby. Klepnete-li v prohlížeči pravým tlačítkem na zatížení nebo vazbu, můžete provádět tyto akce: ■

Úprava položky. Pro vybranou položku se zobrazí dialog, ve kterém můžete provádět úpravy.

■

Odstranění položky.

Chcete-li v prohlížeči změnit název položky, klepněte na ni, zadejte nový název a stiskněte klávesu ENTER.

Spuštění pevnostní analýzy Až vytvoříte nebo načtete součást, můžete provést analýzu, abyste zjistili, jak je daná součást vhodná pro určité použití. Můžete provést pevnostní analýzu nebo analýzu rezonanční frekvence za určených podmínek. Ve všech analýzách používejte stejné kroky pracovního postupu. Pevnostní analýzu nebo analýzu rezonanční frekvence návrhu součásti provádějte podle následujících kroků. Přehled pracovního postupu:

Provedení běžné analýzy

1 Spusťte prostředí pevnostní analýzy. 2 Zkontrolujte, zda materiál použitý na tuto součást je vhodný, nebo nějaký vyberte. 3 V okně nástrojů pevnostní analýzy vyberte typ zatížení, který chcete použít. K dispozici je Síla, Tlak, Zatížení ložiska, Moment, Zatížení tělesa nebo Pevná vazba. 4 Na modelu vyberte plochy, hrany nebo vrcholy, kde chcete použít zatížení. 5 Zadejte parametry zatížení (například v dialogu Síla zadejte velikost a směr). Číselně parametry mohou být zadávány ve formě čísel nebo rovnic obsahujících uživatelské parametry. 6 Opakujte kroky 3 až 5 pro každé zatížení na součásti. 7 Použijte na modelu vazby. 8 Změňte nastavení prostředí pevnostní analýzy dle potřeby. 9 Podle potřeby upravte nebo přidejte parametry. 10 Spusťte analýzu. 11 Prohlédněte si výsledky. 12 Upravte model a proveďte analýzu znovu, dokud nedosáhnete požadovaného chování.

Spuštění pevnostní analýzy

|

13

Ověření materiálu Prvním krokem je ověření vhodnosti materiálu modelu pro pevnostní analýzu. Až vyberete pevnostní analýzu, Autodesk Inventor® zkontroluje materiál definovaný pro součást. Pokud bude materiál vhodný, bude uveden v seznamu prohlížeče pevnostní analýzy. V opačném případě se zobrazí dialog, ve kterém můžete vybrat materiál nový.

Tento dialog můžete uzavřít a pokračovat v nastavení pevnostní analýzy. Jakmile se pokusíte aktualizovat pevnostní analýzu, zobrazí se opět tento dialog, abyste mohli vybrat vhodný materiál ještě před spuštěním analýzy. Je-li průtažnost nulová, je možné provést analýzu, ale výpočet a zobrazení koeficientu bezpečnosti nebudou k dispozici. Je-li hustota nulová, je možné provést pevnostní analýzu, ale nemůžete provést analýzu rezonanční frekvence (modální). Jakmile vyberete vhodný materiál, klepněte na tlačítko OK.

Použití zatížení Prvním krokem při přípravě modelu pro analýzu je použití jednoho nebo více zatížení. Přehled pracovního postupu:

Použití zatížení pro analýzu

1 Vyberte typ zatížení, který chcete použít. 2 Vyberte geometrii modelu, kde chcete zatížení použít. 3 Zadejte informace potřebné pro dané zatížení. Můžete použít libovolný počet zatížení. Jakmile je použijete, zobrazí se v prohlížeči v seznamu Zatížení a vazby. Po definici zatížení jej můžete upravit tak, že na něj klepnete pravým tlačítkem a z místní nabídky vyberete položku Upravit.

14

|

Kapitola 2 Analyzování modelů

Jak vybrat a použít zatížení 1 V prostředí pevnostní analýzy klikněte na položku síla na okně nástrojů Pevnostní analýza.

Po výběru položky Síla definujte sílu v dialogu Síla.

2 Klepnutím označte plochy, hrany nebo vrcholy součásti. Podržíte-li při klepnutí klávesu Ctrl, odstraníte konstrukční prvek z výběrové množiny. Po výběru prvního konstrukčního prvku je výběr omezen pouze na konstrukční prvky stejného typu (jen plochy, jen hrany nebo jen vrcholy). Barva šipky umístění se změní na bílou. 3 Chcete-li nastavit směr síly, klepněte na šipku směru. Směr může být kolmý k ploše nebo pracovní rovině nebo podél hrany nebo pracovní osy.

Spuštění pevnostní analýzy

|

15

Je-li působiště síly na jediné ploše, nastaví se směr automaticky kolmo k ploše, a síla ukazuje směrem vně součásti. 4 Chcete-li obrátit směr síly, klepněte na tlačítko Obrátit směr.

5 Zadejte velikost síly. 6 Chcete-li určit složky síly, klepnutím na tlačítko Více zobrazte další část dialogu a potom zapněte volbu Použít komponenty. 7 Zadejte číselnou hodnotu síly nebo rovnici s uživatelskými parametry. Implicitní hodnota je 100 jednotek podle jednotek zvolených pro součást.

8 Klepněte na tlačítko OK. Na modelu se objeví šipka určující umístění a směr síly.

16

|

Kapitola 2 Analyzování modelů

Pro různé typy zatížení postupujte obdobně. Tato tabulka obsahuje souhrn informací o jednotlivých typech zatížení: Zatížení

Informace specifické pro zatížení

Síla

Sílu lze použít na množinu ploch, hran nebo vrcholů. Je-li působiště síly na ploše, nastaví se směr síly automaticky kolmo k ploše směrem do nitra součásti. Směr může být definován plochami, rovnými hranami, dvěma vrcholy a osami.

Tlak

Tlak je jednotný a působí kolmo k ploše ve všech bodech plochy. Tlak se používá pouze na plochy.

Zatížení ložiska

Zatížení lze používat na válcové plochy. Implicitně působí zatížení podél osy válce. Směr zatížení lze určit rovinnou plochou nebo hranou.

Moment

Moment lze použít pouze na plochy. Směr může být definován plochami, rovnými hranami, dvěma vrcholy a osami.

Zatížení tělesa

Chcete-li použít gravitaci, je nutní vybrat směr ze seznamu Standardní zemská gravitace. V polích Zrychlení nebo Otáčky zapněte volbu Povolit. Během analýzy můžete použít pouze jedno zatížení tělesa.

Nenulové posunutí

Jako zatížení můžete použít pevnou vazbu nenulové posunutí konstrukčního prvku. Použijte vazbu a zapněte volbu Použít komponenty tak, jak je popsáno v další části.

Spuštění pevnostní analýzy

|

17

Použití vazeb Po definici zatížení je nutné určit vazby geometrie součásti. Je možné použít libovolný počet vazeb. Definované vazby se zobrazí v prohlížeči v seznamu Zatížení a vazby. Po definici vazby ji můžete upravit tak, že na ni klepnete pravým tlačítkem a z místní nabídky vyberete položku Upravit. Jak vybrat a použít vazbu 1 V okně nástrojů Pevnostní analýza klepněte na tlačítko Pevná vazba. 2 V grafickém okně vyberte množinu ploch, hran nebo vrcholů, kterým chcete přiřadit vazbu. Barva šipky umístění se změní na bílou. 3 V případě potřeby určete pro vazbu pevné posunutí pomocí klepnutí na tlačítko Více. Zapněte volbu Použít komponenty a potom zapněte volbu vedle popisku osy (X, Y nebo Z), podél které bude pevné posunutí probíhat. Lze použít parametry i záporné hodnoty. Pomocí volby Použít komponenty určete nenulové posunutí, které může být použito jako zátěž.

4 Klepněte na tlačítko OK.

18

|

Kapitola 2 Analyzování modelů

Nastavení parametrů Po definici zatížení a vazeb součásti se zadané hodnoty (velikost, vektorové složky atd.) uloží jako parametry v Autodesk Inventoru. Názvy parametrů jsou automaticky generovány Autodesk Inventorem. Například parametry zatížení jsou označeny vč, kde v0 je první vytvořené zatížení, v1 druhé zatížení atd. Při zadávání hodnot velikosti zatížení a vazby posunutí můžete použít rovnice. Nebo po definici zatížení a vazeb vyberte Parametry z okna nástrojů pevnostní analýzy a v dialogu Parametry zadejte rovnici pro jakýkoliv z parametrů zatížení a vazeb.

Parametry můžete definovat a upravovat kdykoliv během modelování součásti, nastavení analýzy nebo dodatečného zpracování. Změníte-li parametry spojené se zatížením nebo vazbou až po výpočtu řešení, můžete použít příkaz Aktualizovat pro další spuštění výpočtu. Systémem generované parametry nelze smazat, ale budou smazány automaticky, až bude zatížení nebo vazba spojená s příslušnými parametry smazána. Rovněž nelze smazat parametry, které jsou aktuálně použity některým ze systémem generovaných parametrů.

Spuštění pevnostní analýzy

|

19

Nastavení možností řešení Před spuštěním svého řešení můžete nastavit typ analýzy a význam sesíťování pro analýzu, a poté specifikovat, zda se má vytvořit nový soubor analýzy. Pro otevření dialogu vyberte v okně nástrojů pevnostní analýzy položku Nastavení pevnostní analýzy. Jakmile skončíte nastavení možností, klikněte na OK pro potvrzení.

Nastavení typu analýzy Před spuštěním řešení vyberte v poli Typ analýzy dialogu Nastavení volbu Pevnostní analýza. Chcete-li provést pevnostní analýzu a modální analýzu při předběžném zatížení součásti, vyberte volbu Obě.

Nastavení ovládání sítě V dialogu Nastavení nastavte pomocí posuvníku Význam sítě velikost sítě. Výchozí nulová hodnota je pro průměrnou síť. Nastavení hodnoty 100 způsobí použití přesné sítě, která poskytuje velmi kvalitní výsledky, ale výpočet řešení trvá déle. Nastavení posuvníku na hodnotu -100 způsobí použití hrubé sítě, která bude vyřešena rychle, ale ve výsledku mohou být znatelné nepřesnosti. Síť, která odpovídá aktuálnímu nastavení, si můžete prohlédnou klepnutím na tlačítko Náhled sítě. Zapnutím volby Konvergence výsledku umožníte AIP adaptivně vylepšit síť.

20

|

Kapitola 2 Analyzování modelů

Specifikace nového souboru analýzy Může nastat situace, že soubour analýzy ze součásti, kterou jste vy nebo někdo jiný předtím analyzovali, chybí. To se může stát tehdy, pokud vám někdo pošle součást, ale bez souboru analýzy, nebo pokud dojde k náhodnému výmazu souboru analýzy pro danou součást. Chcete-li vytvořit nový soubor pro součást, klepněte na tlačítko Nový soubor analýzy. Pro více informací o spuštění analýzy s chybějícímu soubory nebo soubory, které se neshodují, viz „Vyhodnocení chyb při propojení souborů“ na straně 44.

Zjištění výsledků Pokud jste již prošli všechny kroky, příkaz Aktualizovat pevnostní analýzu bude v okně nástrojů aktivní. Použijte jej ke spuštění řešení. V průběhu řešení se zobrazí dialog Stav řešení. Autodesk Inventor je během provádění řešení nedostupný. Až bude řešení dokončeno, výsledky se znázorní graficky. Pro informace o prohlížení výsledků vašeho řešení viz „Zobrazení výsledků“ na straně 25.

Spuštění pevnostní analýzy

|

21

Spuštění modální analýzy Kromě pevnostní analýzy můžete provádět analýzu rezonanční frekvence (modální) pro nalezení frekvencí, při kterých součást vibruje, a tvarů módů při těchto frekvencích. Stejně jako pevnostní analýza je modální analýza dostupná v prostředí pevnostní analýzy. Analýzu rezonanční frekvence můžete provádět nezávisle na pevnostní analýze. Frekvenční analýzu můžete provádět na předběžně zatížené struktuře, v tomto případě můžete před analýzou definovat zatížení součásti. Rezonanční frekvence můžete hledat také pro součásti bez vazeb. První kroky jsou stejné jako u pevnostní analýzy. Pro nastavení možností zatížení, vazeb, parametrů a řešení se podívejte do pokynů v „Spuštění pevnostní analýzy“ na straně 13. Přehled pracovního postupu:

Provedení modální analýzy

1 Spusťte prostředí pevnostní analýzy. 2 Zkontrolujte, zda materiál použitý na tuto součást je vhodný, nebo nějaký vyberte. 3 Použijte libovolné zatížení (nepovinné). 4 Použijte potřebné vazby (nepovinné). 5 Před spuštěním řešení vyberte v poli Typ analýzy dialogu Nastavení volbu Modální analýza. Vyberte volbu Obě, chcete-li spustit pevnostní i modální analýzu součásti. Výběr modální analýzy s použitím zatížení poskytuje výsledky předběžně zatíženého modelu.

22

|

Kapitola 2 Analyzování modelů

6 Klepněte na tlačítko OK. Výsledky prvních šesti módu frekvence jsou v prohlížeči uloženy ve složce Módy. U součástí bez vazeb je prvních šest frekvencí vždy nulových. 7 Chcete-li změnit počet zobrazených frekvencí nebo omezit rozsah výsledných frekvencí, klepněte pravým tlačítkem na složku Módy a vyberte položku Možnosti. Zobrazí se dialog Možnosti frekvence. Zadejte maximální počet módů pro vyhledání nebo rozsah frekvencí, kterými chcete omezit sadu výsledků.

Pokud jste již prošli všechny kroky, příkaz Aktualizovat pevnostní analýzu bude v okně nástrojů aktivní. 8 Pomocí příkazu Aktualizovat pevnostní analýzu spusťte řešení. V průběhu řešení se zobrazí dialog Stav řešení. Až bude řešení ukončeno, výsledky budou připraveny k prohlédnutí. Následující kapitola se věnuje vyhodnocování výsledků řešení.

Spuštění modální analýzy

|

23

24

Zobrazení výsledků

V této kapitole

Po provedení pevnostní analýzy modelu v definovaných podmínkách si můžete prohlédnout grafické znázornění

3

■ Znázornění výsledků ■ Práce s panelem barev ■ Nastavení možností zobrazení

výsledku.

výsledků

V této kapitole naleznete informace o interpretaci grafického znázornění výsledků pevnostní analýzy.

25

Použití znázornění výsledků Chcete-li vidět, jak se součást chová po použití zátěží a vazeb, použijte znázornění výsledků. Zobrazit můžete velikost napětí v součásti, deformaci součásti, koeficient bezpečnosti a módy rezonanční frekvence pro modální analýzu. Jak zobrazit znázornění výsledků 1 Začněte v prostředí pevnostní analýzy. Otevřete součást nebo plech, který již byl analyzován nebo proveďte analýzu jiného modelu. 2 V okně nástrojů Pevnostní analýza klepněte na Aktualizovat pevnostní analýzu. V grafickém okně se zobrazí panel barev. Ve standardním panelu nástrojů se aktivují příkazy dodatečného zpracování a režim zobrazení se přepne na stupňované kontury.

26

|

Kapitola 3

Prohlížení výsledků

Chcete-li zobrazit různé sady výsledků, poklepejte na ně v prohlížeči. Při prohlížení výsledků můžete: ■

Změnit barvu v panelu barev tak, aby se zvýraznily úrovně napětí, o které se zajímáte.

■

Porovnat výsledky s nezdeformovanou geometrií.

■

Zobrazit síť použitou k řešení.

Používat nástroje zobrazení k manipulaci s modelem pro dosažení třírozměrného zobrazení výsledků. Chcete-li změnit parametry modelu, je nutné tak učinit v prostředí modelování součásti, potom se vrátit do prostředí pevnostní analýzy a aktualizovat řešení.

Úprava panelu barev Panel barev zobrazuje, jaké barvy odpovídají určitým hodnotám napětí nebo posunutí vypočteného v řešení. Panel barev můžete nastavit tak, aby barvy znázorňující napětí nebo posunutí byly zobrazeny podle vašich potřeb. Jak upravit panel barev 1 V okně nástrojů pevnostní analýzy vyberte Panel barev. Je-li to třeba k otevření panelu barev, posuňte uzel doprava.

Maximální a minimální hodnoty v panelu barev jsou implicitně rovny maximální a minimální hodnotě výsledků řešení. Hodnoty extrémního maxima a minima a krajní hodnoty pásem můžete upravit.

Úprava panelu barev

|

27

2 Chcete-li upravit hodnotu, klepněte na ni a potom ji v textovém poli přepište. Stiskem tlačítka ENTER potvrďte změnu. Spadá-li při úpravě extrémních hodnot maximální a minimální výsledek do upravovaného rozsahu, jsou tyto výsledky zobrazeny černou čarou. 3 Žluté uzly na levé straně panelu barev zobrazují maximální a minimální hodnoty napětí zobrazené konturami. Posouvejte tyto uzly, chcete-li změnit velikost oblastí extrémních barev (mimo hodnoty běžných kontur) kvůli lepší viditelnosti oblasti běžných barev v panelu barev. Toto přizpůsobení nezmění hodnoty hranic kontur. Tyto uzly jsou nejužitečnější v případě, kdy hodnoty extrémního maxima a minima byly upraveny. 4 Bílé uzly určují maximální a minimální hodnoty zobrazené konturami. Posouvejte bílé uzly, chcete-li změnit jejich hodnotu a tím změnit velikost hranic kontur (šedé uzly). 5 Stupně napětí jsou implicitně rozděleny na devět odpovídajících oblastí, z nichž je každé přiřazena výchozí barva. Šedé uzly označují intervaly rozsahu řešení. Nechcete-li mít tolik intervalů, klepněte na uzel a potom jej přetáhněte k sousednímu uzlu. Tím odstraníte toto pásmo barev a aktualizujete kontury zobrazené na modelu. 6 Chcete-li změnit barvy pásem kontur, poklepáním na pásmo otevřete standardní paletu barev systému Microsoft Windows. Vyberte odpovídající barvu a potom ji použijte klepnutím na tlačítko OK. 7 Jakmile podle potřeby nastavíte panel barev, klepněte do grafické oblasti mimo panel barev. 8 Nastavení panelu barev se použije pro aktuální sadu výsledků. Nechcete-li uložit provedené změny, nastavte výchozí hodnoty panelu barev. Chcete-li nastavit hodnoty panelu barev do výchozího stavu, klepněte pravým tlačítkem na aktivní panel barev a vyberte položku Výchozí.

28

|

Kapitola 3

Prohlížení výsledků

Interpretace výsledků pevnostní analýzy Po dokončení analýzy se zobrazí výsledky řešení. V případě, že jste provedli pevnostní analýzu nebo oba typy analýzy, se zobrazí odpovídající výsledky pevnostní analýzy. Jestliže jste provedli analýzu rezonanční frekvence (bez pevnostní analýzy), zobrazí se výsledky prvního módu. Chcete-li zobrazit jinou sadu výsledků, poklepejte na ni v prohlížeči. Vedle aktuální sady výsledků je v prohlížeči zobrazena značka zatržení. Při zobrazování výsledků se zobrazí vždy nedeformovaný drátový model součásti.

Interpretace kontur výsledků Barvy kontur zobrazené ve výsledcích odpovídají hodnotám rozsahů zobrazeným v legendě. Ve většině případů jsou nejzajímavější výsledky zobrazené červeně, protože označují vysoké napětí, velkou deformaci nebo nízký koeficient bezpečnosti. Každá sada výsledků poskytuje odlišné informace o účinku použitého zatížení na součásti.

Ekvivalentní napětí Barvy kontur výsledného ekvivalentního napětí zobrazují napětí spočítané během řešení. Zobrazí se deformovaný model. Barvy kontur odpovídají hodnotám určeným v panelu barev.

Deformace Výsledky deformace zobrazí deformované těleso modelu po řešení. Barevné kontury zobrazují velikost deformace vůči původnímu tvaru. Barvy kontur odpovídají hodnotám určeným v panelu barev.

Koeficient bezpečnosti Koeficient bezpečnosti zobrazuje oblasti modelu, které by nemusely vydržet zatížení. Barvy kontur odpovídají hodnotám určeným v panelu barev.

Módy frekvencí Vykreslení módů můžete zobrazit pro rezonanční frekvence určené v řešení. Výsledky modální analýzy se zobrazí v prohlížeči ve složce Módy. Poklepete-li na mód frekvence, zobrazí se tvar módu. Barevné kontury zobrazují velikost deformace vůči původnímu tvaru. Frekvence módu je zobrazena v legendě. Je také dostupná jako parametr.

Interpretace výsledků pevnostní analýzy

|

29

Nastavení možností zobrazení výsledku Při prohlížení výsledků můžete použít následující příkazy umístěné ve standardním panelu nástrojů pevnostní analýzy k úpravě prvků v zobrazení výsledků modelu. Command

Používaný pro

Maximum

Zapíná a vypíná zobrazení bodu maximálního výsledku modelu.

Minimum

Zapíná a vypíná zobrazení bodu minimálního výsledku modelu.

Okrajová podmínka

Zapíná a vypíná zobrazení symbolů zatížení na součásti.

Viditelnost elementu

Zobrazí síť prvků použitých pro řešení spolu s konturami výsledku.

Pomocí nabídky Styl deformace změňte zvýraznění deformací tvaru. Volba Aktuální zobrazí měřítko deformace. Jelikož jsou deformace často velmi malé, různé automatické volby zvýrazní měřítko tak, že bude deformace lépe viditelná.

Pomocí nabídky Nastavení zobrazení nastavte styl kontur na stupňované, vyhlazené nebo bez kontur. Vypnete-li kontury, zobrazí se síť deformované součásti. Je-li zapnuta Viditelnost elementu, zobrazí se prvky sítě, jinak se zobrazí pevná šedá síť. Při vypnutí kontur je zobrazena legenda. Nastavení zobrazení se ukládá zvlášť pro každou sadu výsledků.

30

|

Kapitola 3

Prohlížení výsledků

Úprava modelů a pevnostních analýz

V této kapitole

Po spuštění řešení modelu můžete vyhodnotit, jak změny modelu nebo podmínek analýzy ovlivní výsledky řešení.

4

■ Aktualizace geometrie součásti ■ Změna podmínek řešení ■ Opakované spuštění analýzy

V této části se dozvíte, jak změnit podmínky řešení součásti a znovu spustit řešení.

31

Změna geometrie modelu Po spuštění analýzy modelu můžete změnit návrh modelu a dalším spuštěním analýzy zobrazit efekt provedených změn. Jak upravit návrh a znovu spustit analýzu 1 Výběrem položky Prvky součásti nabídky hlavního okna nástrojů nebo výběrem položky Model z nabídky prohlížeče se vraťte do prostředí modelování součásti. Zobrazí se panel nástrojů modelování součásti a prohlížeč a v grafickém okně se zobrazí původní nedeformovaná součást. 2 Klepnutím na ikonu Poslední zobrazené výsledky napětí zapněte zobrazení poslední sady výsledků. Zobrazením výsledků řešení během úprav původní geometrie můžete pomoci určit, které rozměry je třeba změnit pro dosažení požadovaného výsledku. 3 V prohlížeči vyberte konstrukční prvek, který chcete upravit. Konstrukční prvek se zvýrazní v drátovém modelu. 4 V prohlížeči klepněte pravým tlačítkem na náčrt součásti, který chcete upravit. Pomocí položky Viditelnost zobrazte náčrt na modelu. 5 Poklepejte na kótu, kterou chcete změnit, zadejte do textového pole novou hodnotu a potom klepnutím na zelené zatržítko zaktualizujte náčrt. 6 Pomocí výběru položky Pevnostní analýza z rozbalovacího seznamu okna nástrojů se vraťte do prostředí pevnostní analýzy. 7 Výběrem položky Aktualizovat pevnostní analýzu v okně nástrojů aktualizujete geometrii a řešení. Po provedení aktualizace pevnostní analýzy se symboly zatížení posunou do odpovídajících pozic v případě, že se konstrukční prvek, ke kterému byly přiřazeny, posunul v důsledku změn geometrie. Směr zatížení se nezmění, i když se změní orientace konstrukčního prvku, ke kterému bylo přiřazeno.

32

|

Kapitola 4 Úprava modelů a pevnostních analýz

Změna podmínek řešení Po spuštění analýzy modelu můžete změnit podmínky, za kterých bylo řešení získáno, a dalším spuštěním analýzy zobrazit efekt změn. V této chvíli můžete upravit definovaná zatížení a vazby, přidat nová zatížení a vazby nebo odstranit zatížení a vazby. Rovněž můžete změnit přesnost sítě nebo typ analýzy. Chcete-li změnit podmínky řešení, spusťte prostředí pevnostní analýzy v případě, že ještě není spuštěno. Jak odstranit zatížení nebo vazbu ■

V prohlížeči klepněte pravým tlačítkem na zatížení nebo vazbu a z místní nabídky vyberte položku Vymazat.

Jak přidat zatížení nebo vazbu ■

V okně nástrojů vyberte příkaz a postupujte stejně jako při tvorbě počátečních zatížení a vazeb.

Jak upravit zatížení nebo vazbu 1 V prohlížeči klepněte pravým tlačítkem na zatížení nebo vazbu a z místní nabídky vyberte položku Upravit. Zobrazí se stejný dialog jako při tvorbě zatížení nebo vazby. Hodnoty uvedené v dialogu jsou aktuální hodnoty zatížení nebo vazby. 2 Klepnutím na šipku umístění na levé straně dialogu umožníte výběr prvku. Již od začátku můžete vybírat pouze stejný typ prvků (plochy, hrany nebo vrcholy), který je aktuálně použit pro zatížení nebo vazbu. Chcete-li odstranit některý z již vybraných prvků z výběru, klepněte na něj se stisknutou klávesou Ctrl. Odstraníte-li všechny vybrané prvky, můžete vybrat opět kterýkoliv z typů prvků. 3 Chcete-li změnit směr zatížení, klepněte na bílou šipku Směr. 4 V případě potřeby obraťte směr klepnutím na tlačítko Obrátit směr. 5 Změňte požadované hodnoty spojené se zatížením nebo vazbou. 6 Klepnutím na tlačítko OK uložte změny.

Změna podmínek řešení

|

33

Jak skrýt symbol zatížení ■

V panelu nástrojů klepněte na tlačítko Zobrazení okrajových podmínek. Symboly zatížení se skryjí.

Jak znovu zobrazit symbol zatížení ■

V panelu nástrojů klepněte opět na tlačítko Zobrazení okrajových podmínek. Symboly zatížení se znovu zobrazí.

Jak dočasně zobrazit symboly zatížení ■

V prohlížeči zastavte kurzor nad složkou Zatížení a vazby nebo nad samostatným zatížením. Symboly zatížení se zobrazí.

POZNÁMKA Upravujete-li zatížení, když jsou symboly zatížení skryté, zobrazí se symboly všech zatížení a ty zůstanou zobrazené i po dokončení úprav. Jak změnit přesnost sítě 1 V okně nástrojů Pevnostní analýza vyberte Nastavení pevnostní analýzy. 2 V dialogu Nastavení nastavte pomocí posuvníku přesnost sítě. 3 Pomocí klepnutí na Náhled sítě zobrazte aktuální nastavení sítě. Náhled sítě se zobrazí na nedeformovaném stínovaném modelu součásti. Jak změnit typ analýzy 1 V okně nástrojů Pevnostní analýza vyberte Nastavení pevnostní analýzy. 2 V dialogu Nastavení vyberte v nabídce Typ analýzy nový typ analýzy. Pokud vyberete položku Pevnostní analýza nebo Modální analýza, zobrazí se v prohlížeči pouze sady výsledků pro vybraný typ analýzy. Všechny předchozí výsledky se odstraní.

34

|

Kapitola 4 Úprava modelů a pevnostních analýz

Aktualizace výsledků pevnostní analýzy Po změně libovolné z podmínek řešení nebo úpravě geometrie součásti nebudou aktuální výsledky platné. To je označeno symbolem blesku u ikony výsledků, přičemž se aktivuje příkaz Aktualizovat pevnostní analýzu v okně nástrojů. Jak aktualizovat výsledky pevnostní analýzy ■

V okně nástrojů Pevnostní analýza vyberte Aktualizovat pevnostní analýzu. Vygenerují se nové výsledky vycházející z nových podmínek řešení.

Aktualizace výsledků pevnostní analýzy

|

35

36

Generování zpráv

V této kapitole

Po provedení analýzy součásti můžete generovat zprávy se záznamem prostředí a výsledku analýzy.

5

■ Generování zpráv ■ Čtení zpráv ■ Uložení a distribuce zpráv

V této kapitole se dozvíte, jak zprávu analýzy generovat, zpracovat, uložit a distribuovat.

37

Spuštění zpráv Po provedení analýzy pevnosti součásti můžete uložit detaily analýzy pro další porovnání. Pomocí příkazu Zpráva můžete uložit všechny podmínky a výsledky analýzy ve formátu HTML, který lze snadno prohlížet a uchovávat. Jak generovat zprávu 1 Nastavte a spusťte analýzu součásti. 2 Nastavte přiblížení a orientaci pohledu tak, aby byly nejlépe znázorněny výsledky analýzy. Pohled, který nastavíte, se použije ve zprávě. 3 Chcete-li vytvořit zprávu pro aktuální analýzu, v okně nástrojů vyberte Zpráva. Po skončení se zobrazí okno prohlížeče se zprávou. 4 Pomocí příkazu prohlížeče Uložit jako uložte zprávu pro další použití.

Interpretace zpráv Zpráva obsahuje shrnutí, úvod, scénář a dodatky.

Shrnutí Shrnutí obsahuje základní informace o souborech použitých k analýze, podmínkách analýzy a jejích výsledcích.

Úvod Úvod popisuje obsah zprávy včetně návodu k interpretaci analýzy.

38

|

Kapitola 5 Generování zpráv

Scénář Scénář poskytuje detaily o různých podmínkách analýzy.

Model Část Model obsahuje: ■ ■

Popis fyzikálních vlastností modelu Popis přesnosti sítě, počet uzlů a prvků

Prostředí Část Prostředí obsahuje: ■

Podmínky zatížení a vazby

Řešení ■ ■ ■ ■

Ekvivalentní napětí Deformace Koeficient bezpečnosti Výsledky reakcí na frekvence

Dodatky Dodatky se skládají z následujících částí: Obrázky scén

Popsané obrázky zobrazují kontury různých sad výsledků, například ekvivalentní napětí, deformace, koeficient bezpečnosti a tvary módů.

Vlastnosti materiálu

Vlastnosti a meze pevnosti materiálu použitého k analýze.

Slovník

Definice výrazů použitých ve zprávě.

Distribuce této zprávy

Seznam souborů vygenerovaných pro vytvoření zprávy a místo jejich uložení.

Interpretace zpráv

|

39

Uložení a distribuce zpráv Zpráva je generována jako sada souborů, které lze prohlížet v internetovém prohlížeči. Obsahuje hlavní stránku HTML, tabulky stylů, vygenerované obrázky a ostatní soubory uvedené v seznamu na konci zprávy.

Uložení zpráv Prohlédněte si část Distribuce této zprávy, která se nachází na konci zprávy. Obsahuje seznam všech souborů vygenerovaných jako součást zprávy. Chcete-li zprávu uchovat pro pozdější použití, vytvořte složku, kde ji nastálo uložíte, a přesuňte nebo zkopírujte do ní všechny soubory zprávy. Chcete-li uložit více zpráv, vytvořte pro každou z nich vlastní složku. Pomocí příkazu prohlížeče Uložit jako uložíte všechny soubory zprávy do vybrané složky. Poslední verze prohlížeče Microsoft Internet Explorer umožňují otevření zpráv v aplikaci Microsoft Word. V případě potřeby můžete potom zprávu uložit jako dokument aplikace Word. Ukládáte-li zprávu do složky, kde byla předtím předchozí kopie této zprávy, buďte velmi opatrní. Mohlo by se stát, že ve složce zůstanou soubory používané předchozí verzí zprávy, které ovšem aktuální verze zprávy nepoužívá. Chcete-li zabránit záměně, vytvořte nejlépe pro každou verzi zprávy novou složku nebo před uložením nové zprávy do stejné složky smažte všechny soubory ve složce.

Tisk zpráv Pomocí příkazu webového prohlížeče Tisk můžete vytisknout zprávu stejným způsobem jako kteroukoliv jinou webovou stránku.

Distribuce zpráv Chcete-li zpřístupnit zprávu na webových stránkách, přesuňte všechny soubory spojené se zprávou na vaše webové stránky a rozešlete adresu URL, která ukazuje na hlavní stránku zprávy (první soubor uvedený v tabulce).

40

|

Kapitola 5 Generování zpráv

Správa souborů pevnostní analýzy

V této kapitole

Při spuštění analýzy vytvoří Autodesk Inventor®

6

■ Tvorba souboru pevnostní

analýzy samostatný soubor obsahující informace o analýze. Navíc je soubor součásti upraven tak, aby označoval přítomnost

■ Vzájemná závislost pevnostní

analýzy a souboru součásti ■ Oprava odpojených souborů

souboru pevnosti a název tohoto souboru.

■ Export informací analýzy do

modulu ANSYS WorkBench V této kapitole se dozvíte, jak jsou tyto soubory vzájemně závislé a co dělat, když budou soubory odděleny.

41

Tvorba a použití souborů analýzy Chcete-li spustit pevnostní analýzu, vytvořte v Autodesk Inventoru součást a potom nastavte podmínky pevnostní analýzy. Rovněž lze použít již vytvořenou součást, na které jste ještě neprováděli pevnostní analýzu, a nastavit podmínky pevnostní analýzy. Po nastavení analýzy součásti se při uložení součásti uloží také i informace o pevnostní analýze součásti. Jak spustit novou analýzu 1 Načtěte existující součást nebo vytvořte novou v prostředí součásti nebo plechu. 2 Spusťte prostředí pevnostní analýzy výběrem položky Pevnostní analýza z panelu nástrojů Prvky. 3 Nastavte podmínky analýzy. Po nastavení informací pevnostní analýzy se tyto informace uloží do souboru součásti. Informace o vstupech a výsledcích pevnostní analýzy, například zatížení, vazby a všechny výsledky, jsou uloženy v samostatném souboru. Název souboru pevnostní analýzy je stejný jako název souboru součásti, ale má příponu .ipa. Soubor .ipa se implicitně ukládá do stejné složky jako soubor .ipt.

Vztahy mezi soubory Aktivací prostředí pevnostní analýzy a poté uložením souboru .ipt se nevytvoří soubor .ipa . Chcete-li, aby Autodesk Inventor vytvořil soubor ipa, je nutné přidat alespoň jednu podmínku. Soubor .ipa obsahuje informaci, která označuje, který soubor .ipt je spojený se souborem .ipa. Vícenásobné soubory .ipt nemohou odkazovat na stejný soubor .ipa a vícenásobné soubory .ipa nemohou odkazovat na stejný soubor .ipt. Příkaz Uložit kopii jako nevytvoří nový soubor .ipa. To znamená, že nový soubor .ipt odkazuje na stejný soubor .ipa jako starý soubor .ipt. Pro více informací o příkazu Uložit jako viz „Kopírování souborů geometrie“ na straně 43.

NOTE Dokud nebude prostředí pevnostní analýzy aktivní, existující soubor .ipa se nenačte.

42

|

Kapitola 6 Správa souborů pevnostní analýzy

Oprava odpojených souborů Za jistých okolností můžete upravit soubor součásti bez přítomnosti souboru .ipa. Například konzultantovi bude poslán soubor .ipt, ale soubor .ipa už ne. Součást tak můžete upravit pomocí volby Přeskočit v dialogu Vyhodnotit připojení. Pokud upravíte součást, když chybí soubor .ipa, a potom se pokusíte opětovně asociovat součást se souborem analýzy, Autodesk Inventor se pokusí aktualizovat podmínky zatížení. Při opakované asociaci souborů se však mohou vyskytnou chyby.

Kopírování souborů geometrie Kopii souboru .ipt můžete vytvořit pomocí příkazu Uložit kopii jako nebo příkazem operačního systému pro kopírování souborů. Pokud k tomu dojde, kopie souboru .ipt bude stále odkazovat na původní soubor .ipa. Jestliže otevřete kopii součásti a aktivujete prostředí pevnostní analýzy, zobrazí se dialog, ve kterém můžete zvolit, zda chcete zachovat informace o pevnostní analýze pro danou součást. Pokud klepnete na tlačítko Ne, informace o pevnostní analýze se odstraní a součást je možné dále upravovat tak, jako by nikdy předtím nebyla analyzována. Jestliže klepnete na tlačítko Ano, Autodesk Inventor vytvoří kopii původního souboru .ipa a změní odkazy v kopii součásti a kopii souboru .ipa tak, aby soubory odkazovaly na sebe.

Oprava odpojených souborů

|

43

Vyhodnocení chyb při propojení souborů V některých případech může soubor .ipa způsobit chybu při pokusu o analýzu součásti. Například uživatel může přejmenovat nebo přesunout soubor .ipa f, nebo prodejce může obdržet kopii souboru .ipt bez připojeného souboru .ipa. Za těchto okolností selže vyhodnocení souboru .ipa a zobrazí se dialog Vyhodnotit připojení. V tom případě můžete kromě zrušení procesu otevírání provést dvě akce: ■

Přeskočit soubor.

■

Vybrat existující soubor .ipa.

Přeskočení chybějících souborů IPA Chcete-li upravit součást, i když soubor .ipa chybí, nebudou všechny příkazy pevnostní analýzy kromě příkazu Nastavení pevnostní analýzy dostupné. Součást samotnou tedy můžete upravovat. Avšak nemůžete provádět žádné pevnostní analýzy.

Výběr existujícího souboru IPA Pokud soubor .ipa chybí, můžete zvolit existující přejmenovaný nebo přesunutý soubor .ipa. Při příštím spuštění propojeného souboru .ipt se zobrazí dialog Vyhodnotit připojení s možností výběru nového názvu nebo umístění.

44

|

Kapitola 6 Správa souborů pevnostní analýzy

Tvorba nových souborů analýzy Pokud otevřete součást s chybějícím souborem .ipa, je možné pomocí dialogu Nastavení pevnostní analýzy vytvořit nový soubor .ipa. Jestliže je součást otevřená a chybí soubor analýzy, vyberte Nastavení pevnostní analýzy. Pouze za těchto podmínek se zobrazí tlačítko Nový soubor analýzy. Chcete-li vytvořit nový soubor .ipa, klepněte na tlačítko Nový soubor analýzy. Autodesk Inventor se pokusí vytvořit nový soubor .ipa ve výchozím umístění s použitím výchozího názvu. Existuje-li v tomto umístění soubor se stejným názvem, Autodesk Inventor zkontroluje příslušný soubor .ipa a zjistí, zda se odkazuje na aktivní soubor .ipt. Pokud ano, dialog se zeptá, zda chcete použít existující soubor .ipa nebo vytvořit nový. Jestliže vytváříte nový soubor, nový soubor .ipa má podmínky ohraničení, které odpovídají podmínkám uloženým v souboru .ipt.

Export souborů analýzy Někdy budete možná potřebovat použít komplexnější analýzu, než jakou nabízí modul pevnostní analýzy. Pro tyto případy máte možnost exportu aktuálních informací analýzy do souboru, který lze importovat do modulu ANSYS WorkBench, kde lze provádět komplexnější analýzy. Jak exportovat informace analýzy do modulu ANSYS WorkBench 1 Po dokončení analýzy vyberte v okně nástrojů pevnostní analýzy Export do ANSYSu. 2 Najděte umístění, kde jsou uloženy soubory projektu. 3 Stiskněte tlačítko Uložit. Soubor se uloží pod stejným názvem, jako je název souboru součásti, ale s příponou .dsdb. Nyní můžete importovat součást i její analýzu do modulu ANSYS WorkBench a provádět komplexnější analýzy.

Export souborů analýzy

|

45

46

Rejstřík

A aktualizace analýzy, 35 analýza aktualizace, 35 dodatečné zpracování, 8 komplexní, 45 opakované spuštění pro upravené návrhy, 32 pracovní postup, 13 řešení, 6 sesíťování, 6 typ, nastavení, 20, 34 vibrační, 9 výsledky, interpretace, 29 zprávy, 38 analýza (.ipa) soubory, 42 export, 45 opakovaná tvorba chybějících, 21, 45 oprava odpojených, 43 analýza rezonanční frekvence provádění, 22 analýza vibrační frekvence, 22 ANSYS WorkBench, 45

B barvy kontur, 29

C cvičení, požadavky, 2

D dialog Možnosti frekvence, 23

Dialog nastavení pevnostní analýzy, 20 dialog Parametry, 19 dialog Pevná vazba, 18 dialog Síla, 15 dialog Stav řešení, 21 dialog Výběr materiálu, 14 dialogy Možnosti frekvence, 23 Nastavení pevnostní analýzy, 20 Parametry, 19 Pevná vazba, 18 Síla, 15 Stav řešení, 21 Výběr materiálu, 14 dodatečné zpracování analýzy, 8

E ekvivalentní napětí, 8

G geometrie modelu, úpravy, 32 geometrie, úpravy, 32

M materiál, výběr, 14 modální analýza, 9, 22 možnosti řešení, 20 možnosti výsledných frekvencí, 23 módy frekvenční, 9 možnosti výsledků, 23 módy frekvencí, 9

Rejstřík

|

47

N napětí, ekvivalentní, 8 nástroje, pevnostní analýza, 12

symboly zatížení, 32 zobrazení, 30, 34 Systémy nápovědy, 2

T

O okno nástrojů, Pevnostní analýza, 12

typ souboru .ipa, 42 typy analýzy, nastavení, 20

P

V

panel barev, 27 parametry, nastavení pro zatížení, 19 pevnostní analýza funkce, 5 nástroje, 4 pracovní postup, 13 prostředí, 12 předpoklady, 6 výsledky, 29 požadavky na cvičení, 2 pracovní postupy analýza, provedení běžné, 13 použití zatížení pro analýzu, 14 spuštění modální analýzy, 22 prohlížeč, Pevnostní analýza, 12 předběžné zpracování, 6 přirozená rezonanční frekvence, 9 příkaz Aktualizovat, 21 příkaz Aktualizovat pevnostní analýzu, 21, 35 příkaz Maximum, 30 příkaz Minimum, 30 příkaz Okrajová podmínka, 30 příkaz Viditelnost elementu, 30 příkaz Zpráva, 38

Ř řešení generování, 21 metody, 6 možnosti, nastavení, 20 řešení, další spuštění, 33

S sítě

nastavení velikosti, 20, 34 tvorba, 6 zobrazení, 27, 30 soubory, analýzy opakovaná asociace, 43 opakovaná tvorba chybějících, 21

48

|

Rejstřík

vazby odstranění, přidání a úpravy, 33 pevné posunutí, 18 výběr a použití, 18 zobrazení v prohlížeči, 13 von Misesovo napětí, 8 výsledky aktualizace, 35 deformace, 8 ekvivalentní napětí, 8 koeficient bezpečnosti, 9 možnosti frekvencí, 23 možnosti zobrazení, 30 pevnostní analýza, interpretace, 29 vyhodnocení, 8 zobrazení, 26 výsledky analýzy, zobrazení, 26 výsledky deformací, 8, 29 možnosti zobrazení, 30 výsledky ekvivalentního napětí, 29 výsledky koeficientu bezpečnosti, 9, 29 výsledky rezonanční frekvence, 29

Z zatížení odstranění, přidání a úpravy, 33 parametry, nastavení, 19 souhrn typů, 17 výběr a použití, 14, 15 zobrazení v prohlížeči, 13 zatížení ložiska, 17 zatížení momentem, 17 zatížení nenulovým posunutím, 17 zatížení silou, 17 zatížení tělesa, 17 zatížení tlakem, 17 zprávy tisk a distribuce, 40 uložení, 38, 40