6 Розрахунки в спеціальних cae системах на прикладі пакету cosmos/m

6.1 Загальні відомості

COSMOS/M – це закінчена, модульна, замкнута КЕ-система, розроблена Structural Research and Analysis Corporation (SRAC) для персональних комп’ютерів і робочих станцій. Програма включає модулі для розрахунку лінійних і нелінійних статичних і динамічних конструкторських задач, а також задач теплопереносу, електромагнітних задач, задач на перебіг рідин й оптимізацію конструкцій. Також існують модулі для розрахунку таких спеціальних задач, як утомні. Система постійно розвивається і підтримується використанням сучасних методик і врахуванням можливостей нового устаткування.

GEOSTAR – це основний пре- і постпроцесор КЕ-системи COSMOS/M. Це інтерактивна, цілком тримірна CAD-подібна графічна програма геометричного моделювання, генерації сітки і пре- і постпроцесінгу КЕ-розрахунку. Користувач може створити геометричну модель, згенерувати для неї КЕ-сітку, увести всю необхідну для розрахунку інформацію, виконати розрахунок, проглянути, роздрукувати і побудувати графіки результатів, не покидаючи екран GEOSTAR. Програма інтуїтивно зрозуміла, легка для засвоєння і є потужним засобом для використання інженерних розрахунків. Середній користувач може навчитися створювати і вирішувати реальні задачі через декілька годин тренування.

Усеосяжний набір геометричних команд GEOSTAR дозволяє швидко і акуратно створювати, змінювати, переглядати, видаляти, відміняти видалення, вибирати й ідентифікувати геометричні примітиви. Геометричні примітиви в GEOSTAR включають КЛЮЧОВІ ТОЧКИ, КРИВІ, ПОВЕРХНІ, ОБ'ЄМИ, КОНТУРИ, ОБЛАСТІ, БАГАТОГРАННИКИ і ЧАСТИНИ. Ці примітиви можуть бути комбіновані і використані для створення складних моделей.

Команди, що працюють з одно-, дво- і тримірними моделями, спрощують процедуру генерації КЕ-сітки. Для генерації сітки команди працюють із заздалегідь створенними геометричними примітивами. Міра контролю над процесом генерації сітки встановлюється користувачем різними командами. Зокрема, складні багатозв'язкові області (complex, multi-connected, regions) можуть бути легко «осічені» з використанням примітивів КОНТУР й ОБЛАСТЬ. Тримірні елементи генеруются витискуванням, переносом (sweeping), ковзанням (gliding) або перетаскуванням (dragging) двовимірних елементів. Генерація сітки для складних тримірних поверхонь і суцільних тіл також виконується з використанням можливості автоматичної тримірної генерації сітки системи GEOSTAR. Розподіл гущини сітки по всій моделі може бути повністю керованим.

Для подальшого спрощення моделювання і генерації сітки для складних задач може бути використана можливість «скріпити» (bond), яка дозволяє згенерувати сітку для різних частин моделі окремо, і, якщо необхідно, використовувати різні типи елементів для цих частин, а потім «скріпляти» їх для розрахунку.

Навантаження і граничні умови можуть бути прикладені до вузлів або елементів безпосередньо або побічно через пов'язання з геометричними примітивами. Ця особливість спрощує процес і мінімізує час, необхідний для введення даних.

Для повного хронологічного запису всіх команд GEOSTAR автоматично створює файл «ім'я задачі».ses. Цей файл (званий файлом сесії) забезпечує інформацію для відновлення в разі проблем з базою даних. Нова база даних може бути створена простим прочитуванням файла сесії в GEOSTAR командою File (File > Load ).

Відновлення моделі з файла сесії може зайняти багато часу через те, що в ньому містяться проміжні команди, що не роблять вплив на кінцевий стан моделі. Геометричний формат ігнорує такі проміжні команди, працюючи безпосередньо з базою даних, для цього створюється ASCII-файл («ім'я задачі».gfm), що відображує поточний стан моделі. Цей файл пізніше може бути зчитаний в GEOSTAR для відновлення моделі. Геометричний (або нейтральний) формат – це особливий формат, у якому представляються рівняння примітивів. Крім того, що ця можливість зберігає час, вона може бути використана для комбінування незалежно створених частин моделі. Ця функція виконується командою GFORM_OUT і може бути використана і для геометрії, і для КЕ-сітки.

Після виконання розрахунку користувач може приступити до оцінки результатів.

Можливості постпроцессинга включають графічне і текстове представлення результатів . Для різних величин в різних варіантах розрахунку можуть бути побудовані лінійчаті, контурні (заповнені кольором), векторні графіки, ізо-площини і графіки перерізів. Для конструкційних деформацій, напружень, деформацій взагалі і багатьох інших величин доступна анімація графіків. Окрім цього існує можливість побудувати графіки тимчасових характеристик або XY-графики. Також користувач може використовувати можливості постпроцесінга GEOSTAR для шикування побудови графіків інших даних.