SOFY – пре- /постпроцессор нового поколения

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

2. 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

3. 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

4. Возможности SOFY • Стандартные пре-/постпроцессорные функции: • импорт CAD-моделей • Parasolid • IGES • Catia v5 • UG • экспорт CAD-моделей • Parasolid • IGES • создание и редактирование геометрической модели собственными средствами SOFY

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

6. 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 Acousticsимеет интегрированную связь с MSCNastran, позволяющую связывать модель конструкции и акустической полости, визуализировать результаты и т.д. SOFY Acousticsимеет мощные возможности для зашивки отверстий SOFY Acousticsавтоматически создает полости для сварных и несварных конструкций Связывание

7. 1 2 3 4 Различные решатели для различных типов анализа SOFY поддерживает 4 решателя • MSC Nastran • LS-Dyna • Abaqus • Radioss

8. 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

9. 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

10. 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 2005r3) • ACM2 (с автогенерацией CHEXA-элемента) • MAT100 (LS-Dyna) • и др. • Прямая и обратная конвертация элементов сварной точки. • Пример: • в модели имеем соединения в виде MAT100 элементов, • конвертируем их в Spot Weld, • а затем создаем CWELD для расчета модели в MSC Nastran.

11. Connection Manager – менеджер соединений(продолжение) • Создаются группы соединений • Описание сварных точек в формате XML • Импорт и экспорт координат соединений в Master Weld файл (MWF).

12. 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

13. 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.

14. Старый вариант конструкции Новые характеристики конструкции MORPHED CAE CAD X Морфинг (Morphing) КЭ-модели (продолжение) Избавление от множества итераций в цикле CAD-CAE

15. 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

16. SOFY Работа со сборками (продолжение) • При работе с большими моделями сборок SOFY обеспечивает: • Автоматическое распознавание фланцев • Связи между деталями: • простые жесткие • любые комбинации 0D, 1D, 2D или 3D 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

17. 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

18. 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

19. Постпроцессинг в SOFY обеспечивает • Быстрый доступ к данным • Смешанные режимы графики • Высокоэффективная анимация • Множество моделей одновременно • Суперпозиция результатов

20. Модули ядра и объекты SOFY Стандартный процесс SPRINT RADE Процесс Повторно используемые модули VRADE От SOFY к RADE и VRADE и SPRINT

21. 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.

22. 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.

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

24. SPRINT • SPRINT – Sofy PRocess INTegrator – интегратор процессов в SOFY • SPRINT обеспечивает автоматизированную иуправляемую 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.

25. Интеграция SOFY и SDM MSC SimManager • SOFY интегрируется с SimManager: 1. Генерируется расчетный случай (определяется в SimManager) 2. В SimManager задается модель и подгружается из PDM 3. Выбирается тип анализа (определяется в SimManager) 4. SimManager 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 SimManager, который генерирует отчеты. Пользователь получает историю расчетов данной модели, принадлежность результатов.

26. Пользовательские разработки с использованием RADE • Из двух различных вариантов конструкции Созданы сцены на базе топологической подобности Отображается сцена подобных частей КЭ-модели

27. SOFY- интегрированный морфинг • Анализкачества модели перед морфингом • Морфинг формы: • Задание управляющих узлов • Задание зоны деформирования • Интерактивный морфинг • Анализ качества модели после морфинга • Улучшение качества модели

28. 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.

29. Виртуальный манекен водителя. Моделирование сиденья, ремня безопасности

30. SOFY и MSCMasterKey • SOFY входит в жетонную систему MasterKey • В рамках Masterkey доступныследующие конфигурации SOFY: • MSC SOFY Standard: • 1. SOFY2. Penetration3. Morphing4. SPRINT5. MDQM User6. Dummy Positioner • MSC SOFY Acoustics: • 1. MSC.SOFY Standard2. Acoustics3. Morphing4. SPRINT • MSC SOFY Developer: • 1. MSC.SOFY Standard2. VRADE3. MDQM Developer

31. Спасибо за внимание!