Сравнение систем прочностного анализа (APM FEM) различных КАДов

[СВ]

 Сижу как-то в ОДНОМ месте и подумалось - а что делать в новогодние каникулы тем, кто надолго засел в доме, и при этом изрядный мастер в Компасе и прочих КАДах? Был бы я такой, то:
 - Есть в Компасе APM FEM – система прочностного анализа, в других КАДах - схожие, вот бы их сравнить. На чём? На самом простом - цепь мне на глаза попалась, вот такая https://atvexpert.ru/upload/iblock/714/7147606bcc00216844a820802bcf2dbf.jpg.
 Задача: создать "равнопрочное звено" цепи, исходя ТОЛЬКО из прочностных характеристик - напряжения dо всех точках должны быть почти одинаковые. В двух вариантах сечений - только "выпуклые" поверхности (круглое, овальное, квадратное и ан-е сечения) и любые несложные (сечения типа швеллер, двутавр и подобные, но не пустотелые типа труб). Какое сечение окажется самым лёгким по весу?  Можно и любые другие детали создать.
 Решения - в виде моделей и картинок с цветным показом напряжений.
Начальные данные такие (ГОСТовские): длина х ширина = 100х70. Предельные напряжения - по Анурьеву для стали 45 по 1 виду нагружения (стр.76). Можно и другие брать, главное - везде одинаковые, для правильного сравнения.

[Димыч]

APM FEM в составе "Компас-3D" 2018г может нормально решать только упругие задачи и только статические задачи на теплопроводность. Да и то, по поводу упругих задач, нормально работает только в том случае, если изгибная составляющая напряжений мала (например, в случае раздутия цилиндров). Если Вы захотите посчитать простой изгиб консольной балки (например), то даже в таком простейшем случае получите там огромные ошибки. Честно говоря, мне не понятно, как так можно программировать решатели. Это полный позор.
Единственно, что там более-менее нормально работает, это триангуляция (разбиение на тетраэдры), но и она тоже периодически виснет, если в теле возникают области с небольшими или нулевыми линейными размерами. Но это простительно, т.к. задача триангуляции весьма сложная.

К слову сказать, возможности других МКЭ-комплексов сильно преувеличены. На данный момент (а на дворе уже 2022г) я не видел ни одного комплекса, на котором можно было бы легко и точно решать контактные задачи. Простейший пример с вдавливанием шарика в другой шарик или цилиндр или плоскость, вызовет у Вас огромные трудности при попытке выжать из него аналитическое решение распределения контактного давления по поверхности, что в ANSYS, что в Msc.Marc. Да, у последнего изначальная настройка (по умолчанию) флагов такова, что он изгиб балки тоже будет считать с огромными ошибками (по крайней мере, так было в ранних версиях, с которыми я работал много лет назад)! Это выглядит смешно, но это факт. Приходилось лезть и переключать в нём опции решателя.

Если у кого-то возникает версия, что дело именно в юзере, который не в состоянии решить простейший пример, то спешу вас огорчить: многие другие юзеры с огромным опытом работы испытывают ровно точно такие же трудности.

[Димыч]

Контактные задачи - это сложная штуковина, и в большинстве случаев их можно заменить эквивалентным силовым нагружением или нагружением в виде заданного перемещения. Однако же для многих инженерных задач категорически важна нелинейность свойств (пластичность) и опция "большие перемещения". Без этого МКЭ-комплекс выглядит совсем убого. Эти опции вроде бы обозначены в APM FEM, но они не работают в составе "Компас-3D" 2018г. Хотя тут задача-то несложная, в отличие от контактных задач. В чём проблема? Ну хотя бы реализовать идеальную упруго-пластическую модель.

[СВ]

 А по теме - есть что сказать?
Решение хотя бы в паре КАДов, находящихся под рукой.

[IgorT]

Сам подобным не занимался, но вроде как SW может сам решить задачу. То есть обеспечить геометрию звена такой, что бы была равнопрочность во любом сечении при нагружении на разрыв звена цепи.
На счет прочностного анализа в Компасе. А Компас может сделать анализ напряжений с сборке? То есть учесть болтовые соединения, шарниры, скользящие опоры , подшипники и прочее. Я пока совсем не в курсе.

[p3452]

Тема тянет на кандидатскую.., или Вы этого не  понимаете?

[IgorT]

Тема тянет на кандидатскую.., или Вы этого не  понимаете?

Не понимаю.Какая така кандидатская? Поясните.

[СВ]

 Это у товарища разлив желчи. Желчный он ... чудак.

[Димыч]

А по теме - есть что сказать?
Решение хотя бы в паре КАДов, находящихся под рукой.

Конечно есть что сказать. Могу сказать, что задача сформулирована некорректно, т.к. напряжения (имеется в виду интенсивность напряжений?) во всех точках при контакте реальных тел не могут быть везде одинаковыми. Такое возможно лишь при нефизичных упрощениях типа "отсутствие трения между телами, имеющими идеальную геометрию"

[Декабрист]

У меня есть опыт работы с CosmosWorks в среде SW и на нем я получал удовлетворительные результаты своих расчётов, по крайней мере похожие на правду. С APM FEM сколько не бьюсь получить что-то похожее на правду получается крайне редко. Даже в элементарных задачах типа работы стержня на сжатие порой вылезают такие результаты которые на голову не налазят. Мне по работе необходимо иногда оценивать прочность сварных конструкции, рам, балок. Ничего особо сложного, но не всегда возможно посчитать вручную. Закупили лицензию APM FEM .. а толку? Так и считаю все на черновичке вручную.

[Декабрист]

Что бы не быть голословным проделал сейчас вот такой опыт. Не придирайтесь сильно, я не продвинутый прочнист. Мне просто оценить нужно выдержит элементарная балка нагрузку или нет. Расчет вручную (понятно схема упрощенная, но думаю для грубой оценки вполне подходит) и расчет в APM FEM. Разница радикальная. Ну и как я могу ориентироваться на результаты этого недоразумения? А что говорить о более сложных случаях?

[LoserCrane]

Вы как-то странно пытаетесь сравнить результат расчёта, выполненного аналитически для стержневой модели с расчётом в солидах. Что такое "сингулярность" вы знаете? И как вообще считает МКЭ? Что такое "местные напряжения" вы знаете?
Поймите, нельзя взять и засунуть неподготовленную сборку в любой МКЭ и ожидать что на выходе получаться чёткие результаты как в аналитике.

[Goran]

... Расчет вручную (понятно схема упрощенная, но думаю для грубой оценки вполне подходит) и расчет в APM FEM. Разница радикальная....

Расчет надо проводить не в APM FEM, а в АРМ Structure 3D - тогда и разницу не заметите.
PS: У Вас швеллер какой? 16С или 16Са - обычно W = 93 ... 94 см³

[Декабрист]

Вы как-то странно пытаетесь сравнить результат расчёта, выполненного аналитически для стержневой модели с расчётом в солидах. Что такое "сингулярность" вы знаете? И как вообще считает МКЭ? Что такое "местные напряжения" вы знаете?
Поймите, нельзя взять и засунуть неподготовленную сборку в любой МКЭ и ожидать что на выходе получаться чёткие результаты как в аналитике.

В чем странность? Как должна быть подготовлена сборка? Я ведь не в первый раз в жизни это делаю и ранее делал подобное в SW (про что написал выше). Результаты получал близкие моим аналитическим расчетам. Если разница с аналитикой получается в 3 раза, то ни какой подготовкой сборки это не выправить. И как мне доверять результатам расчета если получаются такое? А показанное это еще нормально, иногда результаты различаются на порядки. Опять же я понимаю про концентраторы напряжений - и вот на то красное пятнышко я даже внимания бы не обратил считая это артефактом расчета. Меня больше зеленые области смущают с напряжениями в 150МПа.
По подготовке сборки.. вот мне даже интересно стало, а как вы ее готовите? Ну я понимаю всякие мелочи убираем, фаски скругления, не значащие отверстия и т.д. и т.п. Но здесь совсем элементарный случай. Минимально подготовка кстати проведена.

Расчет надо проводить не в APM FEM, а в АРМ Structure 3D - тогда и разницу не заметите.
PS: У Вас швеллер какой? 16С или 16Са - обычно W = 93 ... 94 см³

Двутавр 16Б1. Вроде по ручным расчетам видно. По Structure 3D посмотрю, спасибо. В моем понимании однако и APM FEM должен выдавать приемлемые результаты, иначе зачем он вообще.. существует?

[IgorT]

Получается даже не стоит связываться с средствами Компаса на тему анализом напряжений ?

[Декабрист]

APM FEM похоже бесполезна и мне совершенно не понятно зачем она была создана и зачем мы на предприятии купили лицензию.
Посмотрел что такое Structure 3D, это модуль WinMachine. От того же производителя что APM FEM. Судя по приведенной выше картинке и результатам как раз то что мне нужно. Я надеюсь по крайней мере. Правда у меня тут тоже вопросы есть. Ну ладно будет некоторая стержневая структура, рамы.. балки из стандартных профилей. А какие-то дополнительные элементы, косынки, связи и т.п. это все там корректно учитывается?

[Goran]

Двутавр 16Б1. Вроде по ручным расчетам видно. ...

в том то и дело ... У двутавра 16Б1 - W = 87,8 см3. Но смысл адекватности не в этом!

APM FEM похоже бесполезна и мне совершенно не понятно зачем она была создана ...

Если грубо выразиться то APM FEM - это кастрат от АРМ Studio, тем не менее...
Для получения адекватного результата следует выполнить определённое условие АРМ (FEM, Studio).
Дословно не помню, но суть в следующем... при генерации сетки в "толщине" самого мелкого элемента должно умещаться как минимум 2 элемента (тетраэдра).
В Вашем случае для двутавра 16Б1 самая тонкая стенка = 4,0 мм. Задайте сетку в 2мм (если комп не ляжет) и посмотрите результат на адекватность .

[beginner]

Получается даже не стоит связываться с средствами Компаса на тему анализом напряжений ?

СтОит. Несколько лет назад проверял результат формул и результат модуля Компаса. Отличие было менее 5%
Но как мне объяснял специалист по прочностным анализам (который иногда раньше захаживал на форум) Компас это не тот инструмент, который позволит проводить какие-то серьёзные расчёты. Я его мнению доверяю - он много разных расчётов выкладывал.

при генерации сетки в "толщине" самого мелкого элемента должно умещаться как минимум 2 элемента (тетраэдра).

3
Проверено.

[Alekzander]

Добра всем!

Не так давно брал у официалов демку APM v.17 в которую входит APM WinMachiine и много чего еще
Понял что либо мне заниматься расчетами, либо конструированием
Совместить мне не удастся

APM FEM сколько ни пробовал - ничего путного не вышло.
Несмотря на неплохое железо - у меня все время вылетает. И полигоны увеличивал и все. Просто балку на устойчивость и прочность одновременно - привет, вылет. Либо погорячее, либо покрепче

Космос пробовал давно, еще в самом начале, когда он только стал комплектоваться с Солидом. Если все правильно делать - результаты были близки к бумажным.

(...Знакомый в те времена считал в Космосе для родственника-студента самолетное крыло. Время расчета около полтора суток, все в цветах и красках, но комп не вылетел)

[IgorT]

СтОит. ...

Это даст какие-то преимущество перед анализом в SW?
Что-то так и не понятно, может Компас сборки анализировать?