Structural Research and Analysis Corporation
Cosmos/DesignSTAR (версия 2.1) – мощный, интуитивно-понятный пакет для анализа состояния элементов конструкции, работающий совместно с Autodesk Mechanical Desktop и имеющий прямой интерфейс с Autodesk Inventor и Solid Edge. Пакет ориентирован на расчет трехмерных изотропных и ортотропных твердых тел. Имеется доступная для пополнения через программу-броузер библиотека свойств материалов. Предоставляемый интерфейс прост, нагляден и логичен, что позволяет пользователю быстро освоить продукт и сразу же перейти к решению конкретных задач.
Пакет имеет собственный пре- и постпроцессор, обладающий разнообразными возможностями построения конечно-элементной сетки и представления результатов расчета.
Модуля подготовки геометрии модели нет, но Cosmos/DesignSTAR способен работать со многими CAD-программами: CADKEY, CATIA, Helix Design System, I-DEAS and Artisan, IronCAD, Mechanical Desktop, MicroStation Modeler, Pro/Desktop, Pro/Engineer, SolidDesigner, Solid Edge, Solid Works, thinkdesign, Unigraphics, Vellum Solids.
Базовые возможности пакета:
- Линейный статический анализ деталей и сборок – расчет перемещений, деформаций и напряжений, возникающих в конструкции при заданных нагрузках и граничных условиях. В качестве нагрузок могут выступать точечная сила, давление, объемные силы (гравитация, центробежная сила), термическая нагрузка. На систему можно накладывать ограничения в виде предписанных перемещений геометрических элементов – точек, ребер и поверхностей относительно декартовой, цилиндрической или сферической систем координат.
- Частотный анализ – определение собственных (резонансных) частот и соответствующих форм колебаний.
- Линейный анализ устойчивости элементов конструкции – определение критических нагрузок и соответствующих форм потери устойчивости.
- Термический анализ – определение температурных полей и градиентов, тепловых потоков в конструкции. Рассчитываются стационарные состояния и переходные процессы в линейной и нелинейной постановке. Предусмотрена возможность моделирования следующих краевых и начальных условий: температура, тепловой поток, теплообмен путем конвекции и радиационного излучения. Моделируется также объемное тепловыделение.
Анализ состояния элементов конструкции включает пять последовательных шагов:
- Подготовка геометрии модели для анализа. Все геометрические построения и редактирование должны производиться в CAD-системе: Cosmos/DesignSTAR не располагает средствами для coздания или изменения геометрии объекта.
- Задание исходных данных: материал, нагрузки, граничные условия. При формировании нагрузок и граничных условий можно использовать предварительно определенные для привязки точки, оси и координатные плоскости.
- Создание конечно-элементной сетки. Параметры сетки можно варьировать, определяя средний размер элемента и выделяя области, где необходима более мелкая сетка.
- Запуск программы анализа. Наиболее трудоемкая часть вычислительного процесса – решение систем линейных уравнений. Cosmos/DesignSTAR имеет быстрый и надежный решатель, который примерно в сто раз быстрее решателей, использующих обычные методы.
- Визуализация результатов, для представления которых предусмотрены разнообразные средства.
В процедурах линейного статического анализа отдельных деталей и сборок принципиальной разницы нет. При анализе сборок для моделирования зазоров дополнительно включается опция "Automatic Gap Condition" (Автоматический учет зазоров) и задается коэффициент трения, что позволяет учесть особенности, связанные с наличием контактных поверхностей.
При расчете напряженно-деформированного состояния можно учесть влияние температурного поля. В качестве температурного профиля могут использоваться результаты термического анализа.
Программа позволяет оценить результаты линейного статического анализа (оценка прочности элементов конструкции). Пользователь имеет возможность выбрать один из четырех критериев прочности в зависимости от свойств материала (пластичный или хрупкий, одинаковые или разные пределы прочности материала при испытаниях на растяжение и сжатие).
Размер, а также сложность моделей для анализа ограничены только возможностями вычислительного устройства пользователя.