Обзор CAE Fidesys. Структура пакета и состав функциональных модулей. Примеры решенных промышленных задач. Виды расчетов, выполняемых в рамках анализа прочности.

Введение в метод конечных элементов. Типы элементов, выбор порядка элемента, спектральный элемент. Модели поведения материалов и элементов конструкций. Физическая и геометрическая нелинейности, анизотропия, контакты, композиты, теплопроводность, термоупругость.

Структура пакета CAE Fidesys. Общая структура и компоненты программы, взаимодействие между ними. Структура и логика интерфейса препроцессора. Панель команд, дерево представлений, работа с визуализацией, командная строка. Структура и логика интерфейса постпроцессора. Фильтры. Одновременная работа с несколькими файлами. Экспорт данных.

Основные этапы конечно-элементного анализа. Основные этапы конечно-элементного анализа: работа с геометрией, построение неструктурированной сетки, задание граничных условий, задание параметров материала, выбор типа анализа, расчет, постпроцессинг, анализ на сеточную сходимость. Применяемые типы конечных элементов. Базовые элементы, типы конечных элементов, спектральные элементы.

Процесс работы в CAE Fidesys. Препроцессор. Построение сетки. Виды сеточных элементов. Обзор процесса построения сеток. Методы генерации неструктурированных конформных сеток. Работа с блоками. Задание материала. ГУ. Механические модели: линейная упругость, физическая и геометрическая нелинейности, анизотропия, пластичность. Постпроцессор Fidesys Viewer. Визуализация, обработка и анализ результатов расчета.

Пример расчета. Пошаговый пример решения задачи в CAE Fidesys.

Работа с CAE Fidesys онлайн. Облачные сервисы, Fidesys Online, Sim4Design.com

Работа с геометрическими моделями. Создание, импорт и обработка геометрических моделей.

Преобразование CAD-модели в CAE-модель. Построение расчетной модели: CAE-модель VS CAD-модель. Анализ геометрии и ее подготовка для построения сетки, исправление и упрощение.

Анализ и исправление геометрии. Создание геометрии: восходящее построение геометрии (узлы → кривые → поверхности → объемы), построение на основе твердотельных примитивов, геометрические преобразования и булевы операции. Импорт/экспорт геометрии, обзор поддерживаемых форматов. Примеры импорта сборок.

Обеспечение совместимости формы деталей сборок. Преобразование неконформной сетки на сборке в конформную. Работа со сборками, построение сеток на сборках.

Виды конечно-элементных сеток и процесс их построения. Регулярные и нерегулярные сетки; автоматизация построения. Криволинейные сетки, якобиан отображения.

Схемы построения конечно-элементных сеток. Разновидности схем для случаев 1D, 2D и 3D.

Мастер построения сеток. Построение балочно-оболочечной модели на основе импортированной твердотельной. Срединные поверхности для оболочек.

Подготовка к генерации гексаэдрической сетки - декомпозиция геометрии. Четырехугольные и гексаэдральные/полигональные сетки. Подготовка геометрии для построения сетки (преимущественно для Quad/Hex): разрезание, отпечатывание и слияние, декомпозиция модели.

Управление качеством сеток. Оценка качества и сглаживание сетки. Ручное редактирование сетки. Локальное и глобальное измельчение/улучшение сетки. Импорт/экспорт сетки, обзор поддерживаемых форматов. Генерация геометрии по сетке.

Определение конечно-элементной модели: задание свойств элементов, граничных условий и нагрузок. Дополнение сеточной модели свойствами элементов, включая свойства материалов, граничными условиями и нагрузками.

Самостоятльная работа № 1. Геометрия и построение сеток.

Расчет реакции конечно-элементной модели. Методы решения СЛАУ, настройки решателя.

Постпроцессинг: визуализация, обработка и анализ результатов расчета. Фильтры, согласованные результанты, теории прочности, анимация.

Статический расчет на прочность. Линейная упругость. Балки и оболочки, задание параметров сечения.

Статический расчет на прочность. Анизотропия свойств. Ортотропный и трансверсально изотропные материалы.

Определение собственных частот и форм колебаний. Определение спектра минимальных собственных частот, спектра в заданном интервале и в окрестности целевого значения.

Собственные частоты и формы колебаний напряженной конструкции. Модальный анализ с учетом преднагружения.

Расчет на потерю устойчивости. Определение критических сил и форм потери устойчивости.

Динамический временной анализ по явной схеме. Линейная упругость. Моделирование быстро протекающих динамических процессов.

Самостоятельная работа № 2. Пластинка с отверстием: плоское напряжение и плоская деформация. Консольная балка: балочное и объемное моделирование.

Физическая нелинейность. Динамический временной анализ по неявной схеме. Теоретические положения и пример расчета.

Нелинейность: контактное взаимодействие. Теоретические положения и пример расчета.

Расчет эффективных свойств композитов. Теоретические положения и пример расчета.

Высокопроизводительные вычисления. Понятие о технологиях OpenMP и MPI, модуль Fidesys HPC, примеры.

Использование спектральных элементов. Теоретические положения и пример расчета.

Статические задачи теплопроводности. Расчет температурных полей в стационарной постановке.

Динамические задачи теплопроводности. Расчет температурных полей в нестационарной постановке.

Статические задачи термоупругости. Расчет температурных деформаций в стационарной постановке.

Динамические задачи термоупругости. Расчет температурных деформаций в нестационарной постановке.

Задачи термоупругой устойчивости. Анализ линейной потери устойчивости в результате нагрева.

Самостоятельная работы № 3 и №4. Задача Ламе. Расчет собственных частот (сравнение элементов, включая спектральные элементы).

Построение геометрии и генерация сеток с помощью языка команд. Автоматизация и программирование в препроцессоре с использованием консольных команд и APREPRO: язык команд препроцессора; работа с файлами журналов; селекторы; функции; параметризация команд; контроль выполнения; модули; именование и группировка.

Автоматизация расчетов с помощью сценариев, интерфейсы. Описание и примеры скриптов, интерфейсы с другими CAD-системами. Автоматизация и программирование на Python: краткое введение в Python; API препроцессора, работа с препроцессингом; выгрузка данных расчета; проведение расчета; работа с результатами.

Условия использования. Лицензирование. Виды лицензий, технические детали использования. Коммерческие условия.

Самостоятельная работа №5. Построение модели с помощью скрипта.