PLM a CAx systémy

Modální analýza je jednou z nejčastěji používaných numerických analýz pro posouzení dynamického chování konstrukce. Hlavní výhodou modální analýzy je její rychlost a jednoduchost. Nevyžaduje totiž žádné složité nastavení ani nutnost zadávat velké množství konstant. Výstupem této analýzy jsou hodnoty vlastních frekvencí a k nim příslušející vlastní tvary (módy). Pokud se hodnoty vlastních frekvencí shodují s budící frekvencí začne těleso rezonovat.

Modální analýzu lze řešit bez definice okrajových podmínek jako analýzu volného tělesa nebo s definicí okrajových podmínek jako analýzu tělesa upevněného.

V ukázce numerické analýzy nalisovaného spoje porovnáme výsledky získané analytickým výpočtem s výsledky získanými pomocí výpočtu metodou konečných prvků. Pro návrh nalisovaného spoje máme zadanou hodnotu přenášeného výkonu a otáček. Výsledkem je návrh rozměrů nalisovaného spoje a kontrola tlaku v nalisování. Právě pro kontrolu tlaku využijeme numerickou analýzu s definovaným kontaktem.

Průměr hřídele volíme tak aby vyhovoval pevnostní kontrole na krut. V našem případě volíme průměr hřídele d = 60 mm. Velký průměr D = 2*d = 120 mm a délka spoje l = 1,5*d = 90 mm.

Kroutící moment, který spoje přenese Mk = pi*d*l*p*f*d/2. Z tohoto vztahu určíme tlak v kontaktní ploše p, ze kterého určíme potřebný přesah pro nalisování Δd = d*p(C+1)/E.

Zpětně lze pak zkontrolovat maximální tlak v nalisovaném spoji pmax = Δd*E/(d*(C+1)).

V CAx systému Siemens NX se v prostředí Advance Simulation spouští MKP výpočet pomocí funkce Solve. Pokud výpočet proběhne bez chyb lze v Post Processing Navigátoru zobrazit výsledky. V připadě že výsledky zobrazit nejde je zde několik možných chyb.

O dokončení výpočtu je uživatel informován v dialogovém okně Analysis Job Monitor vypsáním Complete za názvem souboru. Tato skutečnost ještě neznamená, že je výpočet v pořádku. Informace o výpočtu je nutné nejprve zobrazit.

Nejčastější chybou je zavření tohoto dialogového okna bez kontroly chyb výpočtu, která se provádí označením řádky s názvem souboru a zobrazením informačního okna.

Výpočet je v pořádku pokud nejsou v informačním okně vypsány žádné chyby nebo varování.

Předepnutý šroubový spoj v kombinaci s kontaktní úlohou je jednou z nejčastěji se vyskytujících numerických analýz v inženýrské praxi. Pomocí těchto úloh můžeme řešit například odlehnutí spojovaných ploch.

V následujících ukázkách je tato úloha řešena pomocí náhrady šroubu pomocí 1D prvků CBEAM s definovaným průřezem a absolutně tuhých prvků RBE2 nebo RBE3. Jako referenční úloha pak slouží úloha šroubového spoje se šroubem definovaným pomocí 3D prvků.

Z porovnáním deformací jednotlivých náhrad šroubového spoje je patrná podobnost chování prvků RBE3 a spoje modelovaného pomocí 3D prvků.