SOFY пре- постпроцессор нового поколения Гуменюк Александр

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения Гуменюк Александр Викторович, к. т. н. , MSC. Software, Москва

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения SOFY – современный пре-/постпроцессор, • Основное назначение: • автоматизация процессов создания конечно-элементной модели (КЭ-модели) • обработка результатов расчетов • Типовые области применения SOFY: • решение задач прочности, • NVH-анализ (Noise, Vibration, Harshness, анализ виброакустических характеристик изделия), • моделирование сложных сборок с множеством крепежных элементов и сварных точек и др. , • оценка безопасности конструкции, • моделирование Crash-тестов 2

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения SOFY – интегрированная программная среда • SOFY – интегрированная программная среда, изначально построенная с использованием объектно-ориентированного подхода. • SOFY – масштабируемый и модульный программный продукт • Легкость и быстрота добавления новых возможностей 3

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения Возможности SOFY • Стандартные пре-/постпроцессорные функции: • импорт CAD-моделей • • Parasolid IGES Catia v 5 UG • экспорт CAD-моделей • Parasolid • IGES • создание и редактирование геометрической модели собственными средствами SOFY 4

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения Возможности SOFY • автоматическая генерация конечно-элементной (КЭ) сетки • в том числе из TETRA-элементов • мощные средства визуализации результатов расчета • и многое другое… 5

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения Модуль подготовки модели в SOFY для анализа внутренней акустики • Интерактивное изменение характеристик КЭ-модели для подготовки модели к расчету внутренней акустики "Зашивка" отверстий – создание замкнутой внутренней полости Генерация КЭ-сетки для полости SOFY Acoustics имеет мощные возможности для зашивки отверстий SOFY Acoustics автоматически создает полости для сварных и несварных конструкций SOFY Acoustics имеет интегрированную связь с MSC Nastran, позволяющую связывать модель конструкции и акустической полости, визуализировать результаты и т. д. Связывание 6

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения SOFY поддерживает 4 решателя • • MSC Nastran LS-Dyna Abaqus Radioss 1 2 3 4 Различные решатели для различных типов анализа 7

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения MDQM – Model Data Quality Manager • MDQM – Менеджер качества данных в модели • Мощный набор инструментов управления качеством КЭ-модели • Проверка качества: • отдельных конечных элементов • КЭ-модели в целом • Проверка состава модели, ее топологии: • например, число элементов в зоне концентратора напряжений, соответствие этого числа определенным требованиям, стандартам предприятия на КЭ-моделирование • SOFY – превосходный инструмент контроля соблюдения таких стандартов 8

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения Управление качеством сетки и его автоматическое улучшение • Анализ качества КЭ-сетки и его улучшение • Пользователь задает желаемые параметры качества КЭ-сетки • Доступны два режима улучшения качества элементов: • Ручной режим • Автоматический режим 9

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения Connection Manager – менеджер соединений • Менеджер соединений в SOFY оперирует информацией о всех типах соединений в абстрактной форме • Конечно-элементное представление соединений может быть автоматически создано в зависимости от используемого решателя или типа анализа • Соединение типа SW (Spot Weld, сварная точка) может быть конвертировано в: • CWELD (MSC Nastran) • CDH-SPOT (MSC Nastran) • CWSEAM (MSC Nastran 2005 r 3) • ACM 2 (с автогенерацией CHEXA-элемента) • MAT 100 (LS-Dyna) • и др. • Прямая и обратная конвертация элементов сварной точки. • Пример: • в модели имеем соединения в виде MAT 100 элементов, • конвертируем их в Spot Weld, • а затем создаем CWELD для расчета модели в MSC Nastran. 10

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения Connection Manager – менеджер соединений (продолжение) • Создаются группы соединений • Описание сварных точек в формате XML • Импорт и экспорт координат соединений в Master Weld файл (MWF). 11

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения Анализ и исправление взаимного проникновения деталей друг в друга • Проверка и устранение взаимных проникновений деталей друг в друга • автоматический поиск и отображение зон, в которых допущено взаимное проникновение или пересечение деталей • вывод информации о конечных элементах в этих зонах в любом удобном пользователю виде • Оценка модели целиком • Исправление сетки в каждой зоне 12

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения Морфинг (Morphing) КЭ-модели • Уникальный на современном рынке КЭ-систем инструмент деформации КЭ-сетки • Традиционно КЭ-модель строится на базе геометрической модели. • Для изменения КЭ-модели сначала меняют геометрическую модель, а затем повторно генерируют КЭ-модель • Следствие: • большие трудозатраты, • длительность, • низкая эффективность процесса, • увеличение числа ошибок, • снижение точности. • Морфинг – плавное преобразование одной КЭ-сетки в другую, без изменения геометрической модели. 13

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения Морфинг (Morphing) КЭ-модели (продолжение) • Старый вариант конструкции • Новые характеристики конструкции MORPHED CAE CAD X Избавление от множества итераций в цикле CAD-CAE 14

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения SOFY Работа со сборками • Организация, управление и автоматическая сборка больших и сложных КЭ-моделей с моделированием: • соединений типа "узел-узел" • клеевых соединений • различных способов сварных соединений, в том числе, независящих от топологии КЭ-сетки • SOFY оптимизирован для работы со сложными моделями сборок • Пример: • Созадние КЭ-модели кузова автомобиля • • • Кузов – несколько сотен деталей Несколько тысяч сварных точек + шовная сварка + клеевые соединения + болтовые и заклепочные соединения 15

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения SOFY Работа со сборками (продолжение) • При работе с большими моделями сборок SOFY обеспечивает: • Автоматическое распознавание фланцев • Связи между деталями: • • • простые жесткие • любые комбинации 0 D, 1 D, 2 D или 3 D элементов Автоматическое переразбиение сетки в зонах связей, контролируемое пользователем Оптимизация числа соединений Несколько типов соединений, не зависящих от расположения узлов соединяемых деталей Мощные инструменты диагностики и редактирования соединений Гибкость и настраиваемость интерфейса 16

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения Моделирование Spot Weld • Расположение элементов связи (Spot Weld) может быть задано различными способами: • Указанием точек связи на экране • Заданием линии, вдоль которой генерируются точки связи • Созданием точек связи на базе внешнего мастер-файла с координатами сварных точек • На основе программируемого интерфейса SOFY 17

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения Постпроцессинг в SOFY • Выделение и обработка результатов • Цветографическое отображение результатов • X-Y Диаграммы и графики • Таблицы • HTML – шаблоны • Полностью настраиваемые отчеты • Gizmo – отображение результатов в виде анимации 18

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения Постпроцессинг в SOFY обеспечивает • Быстрый доступ к данным • Смешанные режимы графики • Высокоэффективная анимация • Множество моделей одновременно • Суперпозиция результатов 19

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения От SOFY к RADE и VRADE и SPRINT Стандартный процесс Модули ядра и объекты SOFY SPRINT RADE Процесс Повторно используемые модули VRADE 20

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения RADE • RADE – Rapid Application Development Environment – среда быстрой разработки собственных приложений пользователя: • C++ подобный язык программирования • Доступ ко всем модулям и функциям SOFY • С использованием RADE разработано множество дополнительных модулей к SOFY, например: • модуль морфинга КЭ-сетки (Morphing) • модуль поиска и анализа взаимного проникновения деталей друг в друга (Penetration Check and Fix) • модуль пре-/постпроцессинга акустического расчета (acoustic pre-/post processing) • и т. д. 21

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения VRADE • Модуль VRADE в SOFY – графическая среда для быстрой и легкой разработки новых инструментов автоматизации процессов создания расчетной модели и обработки результатов • Автоматизируемый процесс представляется в виде блоков • Результаты обработки одного блока являются исходными данными для следующего. • Как только цепочка, описывающая процесс, создана, она становится доступной в интерфейсе SOFY для тестирования и отладки • Примеры из автомобильной промышленности: • • автоматизация процесса анализа кузова на кручение, ударные воздействия, провисание дверей, проверка "несвязанных" подсборок, постпроцессинг, дополнительные вычисления на этапе обработки результатов расчетов и т. д. 22

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения VRADE – Визуальное проектирование процессов • Исходный код может быть просмотрен и отредактирован в любое время • Процесс созданный в VRADE доступен в интеграторе процессов SOFY – SPRINT. 23

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения SPRINT • SPRINT – Sofy PRocess INTegrator – интегратор процессов в SOFY PR INT • SPRINT обеспечивает автоматизированную и управляемую среду для: • • Сборки моделей Проверки качества элементов модели Приложения нагрузок и закреплений Полной подготовки и настройки модели для запуска на расчет Проверки связанности и пригодности результатов расчета Постпроцессинга Подготовки отчетов • SPRINT базируется на использовании богатой инфраструктуры и возможностей SOFY. • Большая часть этих возможностей доступна интерактивно через графический интерфейс SOFY. 24

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения Интеграция SOFY и SDM MSC Sim. Manager • SOFY интегрируется с Sim. Manager: • 1. Генерируется расчетный случай (определяется в Sim. Manager) • 2. В Sim. Manager задается модель и подгружается из PDM • 3. Выбирается тип анализа (определяется в Sim. Manager) • 4. Sim. Manager запускает в защищенном режиме SOFY. Т. е. в режиме, когда пользователь имеет доступ только к файлам и функциям, необходимым для выполнения задания. • 5. SOFY готова для выполнения манипуляций с моделью, которые необходимы при решении задачи • 6. После того, как расчет и обработка результатов завершены, управление снова передается в Sim. Manager, который генерирует отчеты. Пользователь получает историю расчетов данной модели, принадлежность результатов. 25

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения Пользовательские разработки с использованием RADE • Из двух различных вариантов конструкции • Созданы сцены на базе топологической подобности • Отображается сцена подобных частей КЭ-модели 26

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения SOFY- интегрированный морфинг • Анализ качества модели перед морфингом • Морфинг формы: • Задание управляющих узлов • Задание зоны деформирования • Интерактивный морфинг • Анализ качества модели после морфинга • Улучшение качества модели 27

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения Синхронная оптимизация формы конструкции, числа и положения сварных точек • Проектные переменные: • Шаг сварных точек (9 фланцев) • 3 переменные оптимизации формы. • 2 – размеры опоры амортизатора • 1 – ширина верхнего лонжерона • Ограничения: • Жесткость • Целевая функция: • Стоимость = K$/weld * WELDS + K$/kg * MASS • $0. 50 / Weld and $5 / Kg • Цель – Минимизация стоимости • Результат: экономия $30 на изделие. 28

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения Виртуальный манекен водителя. Моделирование сиденья, ремня безопасности 29

SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения SOFY и MSC Master. Key • SOFY входит в жетонную систему Master. Key • В рамках Masterkey доступны следующие конфигурации SOFY: • MSC SOFY Standard: • 1. SOFY 2. Penetration 3. Morphing 4. SPRINT 5. MDQM User 6. Dummy Positioner • MSC SOFY Acoustics: • 1. MSC. SOFY Standard 2. Acoustics 3. Morphing 4. SPRINT • MSC SOFY Developer: • 1. MSC. SOFY Standard 2. VRADE 3. MDQM Developer 30

Спасибо за внимание!