| Badania statyczne (lub naprężeń) |
Badania statyczne obliczają przemieszczenia, siły reakcji, odkształcenia , naprężenia i rozkład współczynnika bezpieczeństwa. Materiał ulega zniszczeniu w miejscach, gdzie naprężenia przekraczają pewien poziom. Obliczenia współczynnika bezpieczeństwa oparte są na kryterium zniszczenia. Oprogramowanie oferuje 4 kryteria zniszczenia.
Badania statyczne pomagają unikać zniszczeń wynikłych z wysokich naprężeń. Współczynnik bezpieczeństwa mniejszy od jedności oznacza zniszczenie materiału. Duże współczynniki bezpieczeństwa w danym obszarze sygnalizują niskie naprężenia i możliwość usunięcia pewnej ilości materiału z tego obszaru.
|
| Badania częstotliwości |
Ciało wytrącone z pozycji spoczynkowej ma tendencję do drgań przy pewnych częstotliwościach, zwanych częstotliwościami drgań własnych lub rezonansowymi. Najniższa częstotliwość drgań własnych jest zwana częstotliwością podstawową. Dla każdej częstotliwości drgań własnych, ciało przybiera pewien kształt zwany postacią drgań (modem). Analiza częstotliwości oblicza częstotliwości drgań własnych i skojarzone z nimi postaci drgań (mody).
W teorii ciało posiada nieskończoną liczbę modów. W analizie elementów skończonych (FEA) teoretycznie występuje tyle samo modów, ile stopni swobody (DOF). W większości przypadków, rozważanych jest tylko kilka modów.
Reakcja nadmierna występuje, jeżeli ciało zostanie poddane obciążeniu dynamicznemu działającemu z jedną z jego częstotliwości drgań własnych. Zjawisko to jest nazywane rezonansem. Na przykład w samochodzie posiadającym niewyważone koło występują silne drgania przy pewnej prędkości ze względu na rezonans. Wibracje te zmniejszają się lub zanikają całkowicie przy innych prędkościach. Innym przykładem jest sytuacja, w której silny dźwięk, jak np. głos operowy, może spowodować pękanie szkła.
Analiza częstotliwości pomaga unikać zniszczeń wynikłych z nadmiernych naprężeń spowodowanych rezonansem. Dostarcza ona również informacji potrzebnych do rozwiązania problemów reakcji dynamicznej.
|
| Badania wyboczenia |
Wyboczenie odnosi się do nagłego, dużego przemieszczenia spowodowanego obciążeniami osiowymi. Struktury smukłe poddane obciążeniom osiowym mogą ulec zniszczeniu wywołanemu wyboczeniem przy poziomach obciążenia niższych od obciążeń koniecznych do spowodowania zniszczenia materiału. Wyboczenie może zachodzić dla różnych modów pod działaniem różnych poziomów obciążenia. W wielu przypadkach interesujące jest tylko najniższe obciążenie wyboczające.
Badania wyboczenia pomagają unikać zniszczeń wynikłych z wyboczenia.
|
| Badania termiczne |
Badania termiczne obliczają temperatury, gradienty temperatury oraz przepływ ciepła w oparciu o warunki generowania, przewodzenia, konwekcji i promieniowania ciepła. Badania termiczne pomagają unikać niepożądanych warunków cieplnych, takich jak przegrzanie i topnienie. |
| Badania projektu |
Badania projektu optymalizacji automatyzują proces poszukiwania optymalnego projektu na podstawie modelu geometrycznego. Oprogramowanie jest wyposażone w technologię szybkiego wykrywania trendów i identyfikacji rozwiązania optymalnego przy użyciu najmniejszej liczby przejść. Badania projektu optymalizacji wymagają zdefiniowania następujących elementów:
|
Cele
|
Należy określić cel badania. Na przykład, minimum materiału. Jeżeli nie zdefiniujemy celów, oprogramowanie przeprowadzi badanie projektu bez optymalizacji.
|
|
Zmienne
|
Należy wybrać wymiary, które mogą ulegać zmianie i ustawić ich zakresy. Na przykład średnica otworu może zmieniać się od 0,5 cala do 1,0 cala, podczas gdy wyciągnięcie szkicu może zmieniać się od 2,0 cali do 3,0 cali.
|
|
Powiązania
|
Należy ustawić warunki, które musi spełniać projekt optymalny. Na przykład: naprężenia, przemieszczenia i temperatury nie powinny przekraczać pewnych wartości, a częstotliwość drgań własnych powinna mieścić się w określonym przedziale.
|
|
| Badania nieliniowe |
W niektórych przypadkach rozwiązanie liniowe może dawać błędne wyniki, ponieważ założenia, na których zostało oparte nie są spełnione. Analiza nieliniowa może być użyta do rozwiązywania problemów nieliniowości spowodowanych zachowaniem materiału, dużymi przemieszczeniami i warunkami kontaktu. Można definiować badania statyczne, jak również dynamiczne.
|
| Badania dynamiczne liniowe |
Gdy efekty bezwładności i tłumienia nie mogą zostać pominięte, badania statyczne nie dają dokładnych wyników. Badania dynamiczne liniowe wykorzystują częstotliwości drgań własnych i postaci drgań (mody) do oszacowania reakcji struktur na środowiska obciążeń dynamicznych. Można zdefiniować:
-
Badania historii modalnej, aby zdefiniować obciążenia i oszacować reakcję w funkcji czasu.
- Badania harmoniczne, aby zdefiniować obciążenia jako funkcje częstotliwości i oszacować szczytową reakcję przy różnych częstotliwościach roboczych.
- Badania drgań losowych, aby zdefiniować obciążenia losowe w kategoriach gęstości widmowej mocy i oszacować reakcję jako wartości średniokwadratowe lub gęstości widmowe mocy przy różnych częstotliwościach.
- Badania Spektrum reakcji, aby oszacować szczytowe reakcje w czasie dla systemu poddanego określonemu ruchowi podstawowemu względem spektrum projektowego.
|
| Badania testu upuszczenia |
Badania testu upuszczenia oszacowują skutki upuszczenia części lub złożenia na sztywną lub elastyczną podłogę. Badań testu upuszczenia można używać do symulowania zderzenia modelu ze sztywną lub elastyczną powierzchnią planarną. |
| Badania zmęczenia |
Powtarzające się obciążanie i zwalnianie z czasem osłabia obiekt, nawet gdy wywołane naprężenia są znacznie mniejsze niż dopuszczalne granice naprężenia. Zjawisko to jest znane jako zmęczenie. Strukturalne badania liniowe ani nieliniowe nie przewidują zniszczenia spowodowanego zmęczeniem. Obliczają one reakcję projektu poddanego określonemu środowisku umocowań i obciążeń. Jeżeli założenia analizy są spełnione, a obliczone naprężenia pozostają w dopuszczalnych granicach, zakładają one, że projekt jest bezpieczny w danym środowisku bez względu na to, ile razy dane obciążenie będzie zastosowane. Badania zmęczenia oszacowują część okresu trwałości użytkowej jaka upłynęła, na podstawie przypadków zmęczenia i krzywych S-N. Obliczenia zmęczenia można oprzeć na intensywności naprężenia, naprężeniach zredukowanych wg Misesa lub maksymalnych przemiennych naprężeniach głównych. |
| Badania projektu zbiornika ciśnieniowego |
Łączą w sobie wyniki badań statycznych z wykorzystaniem żądanych współczynników. Każde badanie statyczne posiada inny zbiór obciążeń, które generują odpowiadające im wyniki. Obciążenia mogą być obciążeniami stałymi, obciążeniami ruchomymi (przybliżonymi obciążeniami statycznymi), obciążeniami termicznymi, obciążeniami sejsmicznymi itp. Badanie Projekt zbiornika ciśnieniowego łączy wyniki badań statycznych w sposób algebraiczny, wykorzystując kombinację liniową lub pierwiastek kwadratowy z sumy kwadratów (SRSS). |
| Badania Uproszczenie 2D |
Można uprościć pewne modele trójwymiarowe (3D) poprzez ich symulowanie w dwóch wymiarach (2D). Uproszczenie 2D jest dostępne dla badań statycznych, nieliniowych, projektu zbiornika ciśnieniowego, termicznych i badań projektu. Można skrócić czas analizy poprzez użycie opcji uproszczenia 2D dla stosownych modeli. Modele 2D wymagają mniej elementów siatki i mniej skomplikowanych warunków kontaktowych w porównaniu z modelami 3D. Po przeprowadzeniu analizy można utworzyć wykres wyników w 3D. |