Sae texnologiyasi. Cad, cam, cae, pdm, cals, case tizimlar haqida umumiy ma'lumot. Muayyan vazifaning muammolari

Geometrik va dizayn modellari orasidagi bo'shliq
Cheklangan element dasturlari deformatsiyalanadigan qattiq jism, termofizika, suyuqlik dinamikasi (bu holda cheklangan element usulining o'zi eng mos kelmasligi mumkin, lekin uning asosida ba'zi suyuqlik dinamikasi muammolari hal qilinadi), elektromagnit maydonlarni tahlil qilish va akustika sohasida echimlarni olish imkonini beradi.
Zamonaviy cheklangan element dasturida kalkulyatorning ishi muammolarni bayon qilish va chizilgan rasmlarning xususiyatlarini o'rganish yoki loyihalashtirilgan mahsulotning 3D grafik modeli bilan boshlanadi. Agar grafik model mavjud bo'lsa, uni hisoblash modelini yaratish uchun CAE dasturida ishlatish mantiqan to'g'ri keladi. Dizayn modeli va grafik o'rtasidagi farq, birinchi navbatda, dizayn modelidagi chegara shartlarini belgilash bilan belgilanadi. Chegaraviy shartlarga mahsulotga ta'sir qiladigan yuklar, ularning o'zgarishi qonuni va fiksatsiya sharti kiradi. Bundan tashqari, hisob-kitobni amalga oshirish uchun mahsulot materialining xususiyatlarini va atrof-muhit sharoitlarini aniqlash, shuningdek qattiqlik (odatda rentabellik nuqtasi) va mustahkamlik mezonlarini (bo'shliqlar - mumkin bo'lgan tiqilib qolishni bashorat qilish) belgilash kerak. Bu muvaffaqiyatli hisob-kitoblar uchun to'g'ri ta'rifni talab qiladigan zarur dastlabki ma'lumotlar.
Mahsulotning har bir nuqtasida cheklangan element dasturi tomonidan berilgan siljishlar va kuchlanishlarga asoslanib, ruxsat etilgan qattiqlik va chidamlilik chegaralarining oshib ketishi baholanadi. Baholash tarkibiy o'zgarishga, yuklash sharoitining o'zgarishiga, xususiyatlarning o'zgarishiga yoki boshqa materialdan foydalanishga olib kelishi mumkin. Bunday holda, dizayndagi o'zgarishlar mahsulotning asl grafik modelida qo'lda amalga oshiriladi.
Biroq, chegara shartlarini belgilash - bu grafik modelni hisoblanganga aylantirishning bir qismi va bundan tashqari, mening fikrimcha, eng zararsiz, chunki bu asl grafik modeldagi shakl o'zgarishi bilan bog'liq emas. Cheklangan elementli dasturda hisoblash usullaridan istalgan birini ishlatish uchun grafik modelni ma'lum shakldagi sonli elementlarga bo'lish kerak.
Strukturaning mustahkamligini tahlil qilish asosida bitta dizayn modelida bir vaqtning o'zida ishlatilishi mumkin bo'lgan uch turdagi dizayn modellari mavjud:

• 
  bar modellari;
  
• 
  qobiq modellari;
  
• 
  qattiq volumetrik elementlarning modellari (qattiq moddalar).
  

Bir o'lchovli shtrix elementlariga jismlar kiradi, ularning o'lchamlaridan biri kattaligi tartibi (ya'ni 10 barobar) qolgan ikki o'lchovdan kattaroqdir. Qobiq - bu tana o'lchamlaridan biri kattaligi tartibi boshqa ikki o'lchamdan kichikroq (avtomobil tomi, avtomobil tagligi, samolyot qanoti, samolyot terisi va boshqalar). Uch yo'nalishda taqqoslanadigan o'lchamlarga ega bo'lgan barcha boshqa jismlar qattiq deb hisoblanadi (ushbu qism qismlarining odatiy vakillari silindr bloki, bog'lovchi novda, krank mili). Hisoblashning murakkabligi bar modellaridan qattiq modellarga ko'payadi.
Geometrik modelni hisoblash modeliga etkazish bosqichi avtomatlashtirish uchun eng qiyin va hozircha mos kelmaydi. Bugungi kunda nafaqat hisoblash usullarini, balki o'rganilayotgan jarayonni ham tushunadigan malakali mutaxassissiz buni amalga oshirish mumkin emas.
Mana ba'zi misollar. Samolyot yoki kema terisi qattiq hajmli model yordamida ishlab chiqilishi kerakmi? Ehtimol, yo'q, chunki bu erda hisob-kitoblarda sezilarli darajada pastroq bo'lgan qobiq modellari qo'llanilishi ehtimoli ko'proq. Va natijaning aniqligi, bu holda, ayniqsa, uch o'lchovli modellarga nisbatan qobiq modellari uchun yuqori bo'lishi mumkin.
Yana bir misol - an'anaviy zinapoyaning mustahkamligini tahlil qilish. Zinapoyaning yoki ko'prikning uch o'lchovli modelini qattiq qismlarga ajratish mantiqiymi yoki ularni bar model shaklida namoyish etish osonroq bo'ladimi, muammolarni nurlar va ramkalarni hisoblashda kamaytiradi va shu bilan yakuniy natijaga ancha samaraliroq erishadimi?
Juda ko'p miqdordagi haqiqiy ob'ektlar qobiq va bar modellariga juda mos keladi. Biroq, hammasi ham oddiy emas. TsAGI-da olib borilgan va tezlikni oshirish va kerakli balandlikka ko'tarilish uchun arqon bilan samolyotga yopishib olgan planer ilgagining kuchlanish holatini tahlil qilish bilan bog'liq hisob-kitoblardan biri. Ko'rinib turibdiki, kalkulyatorlar dizayni modelida hisobga olingan oddiy varaqdan yasalgan qismning tekislik bilan ta'kidlangan holatining eng klassik namunasi bilan shug'ullanmoqdalar. Birinchi hisob-kitobning o'zi etarli darajada yuklangan maydonni aniqladi, unga ilgari hech qachon e'tibor berilmagan. Ammo kalkulyatorlar qattiq modelga o'tishi va boshqa xususiyatlarni hisobga olgan holda qismni hisoblashi bilanoq, kritik yuklash zonasi "bulg'angan", stresslar qayta taqsimlangan va aniqlangan zona haqiqatan ham stress uchun juda muhim emas edi.
Bu hisoblash modelini tanlash masalasi. Biz uch o'lchovli makonda yashaymiz va uni har doim ham soddalashtirish shart emas. Ob'ektni mavjud bo'lgan hisoblash modellarining har qanday biriga aylantirganda, biz ishongan narsalardan to'liq xabardor bo'lish muhimdir. Berilgan misollardagi har qanday model tahlil qilinayotgan ob'ektni namoyish qilishni soddalashtiradigan ma'lum faraz va taxminlarga asoslanib qurilgan. Ushbu haqiqatni e'tiborsiz qoldirish tahlil natijalarini noto'g'ri talqin qilishga olib kelishi mumkin. Shuning uchun simulyatsiya modellarini qay darajada soddalashtirish mumkinligini bilish muhimdir.
Bugungi kunda har qanday CAE-kompleksni faqat usta qo'lida faqat "ovoz chiqarib" eshitadigan asbob sifatida qarash kerak.