Nastran In-CAD – obliczenia wytrzymałościowe MES zespołów łączonych śrubami



Opublikowane: 21 lis / 2017 Kategoria: Pomoc techniczna - mechanika, Tagi: , , , , , , , , ,

Nastran-In CAD jest narzędziem przeznaczonych do wykonywania analiz i obliczeń MES. 

Nastan In-CAD rozwiązanie problemów z modelowaniem i analizą zespołów skręcanych śrubami

Program Nastran In-CAD jest składnikiem pakietu projektowego Autodesk Product Design & Manufacturing Collection. Nastran In-CAD jest dodatkiem osadzonym w środowisku programu Autodesk Inventor, przez co nie ma potrzeby uczenia się nowego interfejsu programu. Największą zaletą integracji i osadzenia w programie Inventor jest możliwość pracy na tym samym modelu w środowisku: części, zespołu i analiz Nastran In-CAD. Wszelkie zmiany konstrukcyjne jakie wprowadzimy w elementach po analizach wymagają jedynie zaktualizowania siatki MES, czy warunków brzegowych, a nie definicji całej analizy od nowa. Daje to znaczne przyspieszenie i ułatwienie pracy oraz szybkie dostosowanie zmian konstrukcyjnych do wyników analiz.

 

Analizy w Nastan In-CAD

Program umożliwia wykonanie różnych typów obliczeń np.: analizy wytrzymałościowe, wyboczenie, obliczenia termiczne, zmęczeniowe, itp. Program wykonuje analizy liniowe jaki i nieliniowe. Analizy nieliniowe mogą być prowadzone dla następujących typów przypadków: obliczeń w zakresie dużych ugięć, ruchu bryły, zmiany kierunku obciążenia, nieliniowych właściwości materiału, zmianie warunków brzegowych, itp.

Klienci którzy używali do tej pory programu Autodesk Inventor Professional do obliczeń wytrzymałościowych często mieli kłopot z wykonaniem obliczeń zespołów których elementy są łączone za pomocą śrub. Chcąc przeprowadzić poprawnie analizę zespołu skręcanego śrubami trzeba  wprowadzać dodatkowe elementy do zespołu, definiować kontakty między elementami, co jest dosyć żmudne i czasochłonne. Pewnych właściwości połączenia śrubowego, jak napięcie wstępne czy tarcie, nie można zdefiniować i trzeba mieć to na uwadze przy interpretacji wyników. Pojawiają się problemy z komplikacją obliczeń, ponieważ wprowadzając dodatkowe elementy typu śruba i nakrętka, rośnie ilość części w zespole, a to komplikuje i przedłuża obliczenia.


Dobrym rozwiązaniem problemów z modelowaniem i analizą zespołów skręcanych śrubami jest program Nastran In-CAD, który posiada specjalny model połączenia śrubowego symulujący połączenie śrubowe bez konieczności jego fizycznego modelowania.

Do wykonania obliczeń należy usunąć połączenia śrubowe łączące elementy, a w ich miejsce wstawić połączenia śrubowe dostępne w programie Nastran In-CAD. Model połączenia śrubowego wstawiany jest w otwory łączące elementy i budowane jest wirtualne połączenie śrubowe między analizowanymi elementami.

Model do analizy

Połączenia śrubowe znajdują się w menu Connectors:

PCC Polska - Autodesk Nastran In-CAD 2018 (3)

Menu programu Nastran In-CAD – przygotowanie.

Po wybraniu Typu – Bolt należy wskazać okręgi na jednym i drugim końcu elementów do połączenia. Program rozpoznaje średnice otworu i proponuje średnice połączenia. Dodatkowo można wprowadzić podkładki pod śrubę i nakrętkę oraz zdefiniować materiał z jakiego wykonane jest połączenie. Połączenie może być wstępnie obciążane siłą osiową lub momentem. Można wskazać wszystkie otwory do połączenia za pomocą guzika Next.

PCC Polska - Autodesk Nastran In-CAD 2018 (2)

Model ze wstawionymi połączeniami śrubowymi.

Dalsze postepowanie z modelem można prześledzić na załączonym do artykułu filmie. Chciałbym zwrócić uwagę na następujące elementy analizy:

  • Zaznaczanie oknem powierzchni do wiązania,
  • Definicja kontaktów między elementami,
  • Wstawianie połączenia śrubowego,
  • Definicja łączników do umieszczenia siły, pochodzącej od wciągarki (4 otwory i punkt centralny działania siły),
  • Umieszczenie masy obciążające blachę,
  • Zaawansowany moduł do wyświetlania wyników obliczeń,
  • Zmianę grubości blachy i przeprowadzenie powtórnej analizy,

 

Zapraszam do obejrzenia prezentacji na temat obliczeń elementów łączonych śrubami w Inventor Nastran In-CAD:

 

 

Źródło: Tomasz Jarmuszczak | PCC Polska / Autodesk