Inženýrské výpočty v systémech CAD

Engineering analysis in CAD systems

conference paper

en

Design of electrical machinery is dependent on 3D CAD systems nowadays. Designing evolved from hand drawing where design and verification were difficult, through 2D CAD systems to present advanced systems combining all parts necessary for speeding-up the design phase of the manufacturing process. In 2D systems editing was possible but full control of the model using dimensions called parametric modelling was not available. Present systems fully support parametric modelling; here the model can be controlled by means of dimensions defined during the model creation. One of the main advantages of the 3D CAD systems is full associativity of single parts, assemblies, and drawings. In assemblies a visual check is possible or use of a specific functions for the check of interferences and contacts of parts. The creator of the subassembly of the machine uses these functions. However, more analyses are required in order to produce the proposal of the design – engineering analyses (this is the theme of this paper), which is mainly stress-strain analyses, analyses of limiting conditions and examination of the motion of the parts. During creation of a new design all matters of operation and function of the machine must be respected. Speed and economy of the design phase are among the criteria of success. Work sharing with help of present CAD systems during project realization is one of the important factors of success.

Požadavky na vývoj elektrických strojů stále vzrůstají, nejedná se jen o rychlost vývoje ale i kvalitu samotného stroje. Jednou z jeho nejdůležitějších součástí je nosná konstrukce a ostatní navázané prvky, na kterých jsou umístěny samotné funkční uzly. Konstrukce zahrnující všechny požadavky je dnes nerealizovatelná bez 3D CAD systému a výpočtového programu pro kontrolu navržených řešení. Na tyto etapy vývoje jsou navázány výroba či progresivní rapid prototyping. Z těchto důvodů jsou výpočty s úspěchem integrovány do CAD systémů. Systémy vybavené integrovaným výpočtovým modulem (výpočtář) jsou ve většině případů řazeny do skupiny vyšších CAD systémům. Nejrozšířenější jsou výpočty pomocí metody konečných prvků(MKP). Metoda je použitelná na většinu řešených problémů. Postupným vývojem, kdy na počátku byly samostatné MKP programy vyžadující podrobnou znalost metody a dané problematiky, se dostáváme k řešičům integrovaným do CAD systémů přístupným pro běžné užití. Tyto integrované řešiče, často ve formě samostatných modulů dodávaných k CAD systému, jsou uzpůsobeny pro snadnou práci začleněním do prostředí programu a svou strukturou, kdy vedou uživatele krok po kroku bez nutnosti znalosti hlubší problematiky MKP. Setkat se lze i s moduly, ve kterých jen probíhá příprava dat pro výpočet a ten je proveden v externím specializovaném programu. Ve většině případů nemůžeme považovat tyto integrované výpočtáře za plnohodnotné nástroje pro kontrolu a simulace. Jejich funkce jsou značně redukovány jen pro typické úlohy. Proto musí být uživatel velice obezřetný a zhodnotit, zda řešený problém nevyžaduje užití specializovaného programu.

Design of electrical machinery is dependent on 3D CAD systems nowadays. Designing evolved from hand drawing where design and verification were difficult, through 2D CAD systems to present advanced systems combining all parts necessary for speeding-up the design phase of the manufacturing process. In 2D systems editing was possible but full control of the model using dimensions called parametric modelling was not available. Present systems fully support parametric modelling; here the model can be controlled by means of dimensions defined during the model creation. One of the main advantages of the 3D CAD systems is full associativity of single parts, assemblies, and drawings. In assemblies a visual check is possible or use of a specific functions for the check of interferences and contacts of parts. The creator of the subassembly of the machine uses these functions. However, more analyses are required in order to produce the proposal of the design – engineering analyses (this is the theme of this paper), which is mainly stress-strain analyses, analyses of limiting conditions and examination of the motion of the parts. During creation of a new design all matters of operation and function of the machine must be respected. Speed and economy of the design phase are among the criteria of success. Work sharing with help of present CAD systems during project realization is one of the important factors of success.

CAD, CAE

CAD, CAE

2006

13.11.2006

BUT

Brno

80-214-3159-8

LVEM

1

286–292

293