teljes jegyzet

Foglalkoztatspolitikai s Munkagyi Minisztrium Humnerforrs-fejleszts Operatv Program

Dr. Szab Ferenc Jnos - Bihari Zoltn Sarka Ferenc

Termkek, szerkezetek, gpelemek vgeselemes modellezse s optimlsa

Szakmrnki jegyzet

Kszlt

A felsoktats szerkezeti s tartalmi fejlesztse

CAD/CAM/FEM kompetencia kurzusok projekt keretben

Miskolci Egyetem

Miskolc 2006.

Tartalomjegyzk

1. CAD s FEM rendszerek, valamint az optimls fejldsnek rvid trtnete .................... 5

1.1. Elzmny: a szmtstechnikai eszkzk fejldse ................................................. 5 1.2. A vgeselemes mdszer s a CAD- rendszerek fejldsnek rvid trtneti

ttekintse................................................................................................................. 7 1.3. Az optimls tudomnya, az optimum keres algoritmusok fejldse .................... 10 1.4. Nhny optimumkeres algoritmus ......................................................................... 11

2. Cosmos/Designstar 3.0 ........................................................................................................ 14 2.1. Bevezets................................................................................................................ 14 2.2. A Cosmos/Designstar 3.0 alapjai ........................................................................... 14 2.3. Mintaplda alkatrsz statikus vizsglatra ............................................................. 15

2.3.1. A vizsglat alapparamtereinek rgztse .................................................. 17 2.3.2. Anyagjellemzk definilsa ....................................................................... 18 2.3.3. Az alkatrsz megfogsa.............................................................................. 19 2.3.4. Terhels megadsa ..................................................................................... 22 2.3.5. A modell hlzsa ...................................................................................... 23 2.3.6. A vgeselem program futtatsa .................................................................. 26 2.3.7. Az eredmnyek megjelentse.................................................................... 28 2.3.8. Az eredmnyek megjelentsnek befolysolsa ....................................... 32 2.3.9. Mg egy rdekessg ............................................................................... 33

3. ProENGINEER Wildfire alapok ......................................................................................... 34 3.1. Bevezets................................................................................................................ 34 3.2. Alkatrsz ltrehozsa.............................................................................................. 37

3.2.1. Revolve Tool Forgatott kihzs (anyag hozzads vagy anyag elvtel) 37 3.2.2. Extrude Tool - Kihzs .............................................................................. 38 3.2.3. Mretek megvltoztatsa............................................................................ 40 3.2.4. Chamfer Tool, Round Tool - Letrs, Lekerekts .................................... 43

3.3. sszeszerels.......................................................................................................... 45 3.4. ANSYS DesignSpace 8.0 VEM szoftver alapjai ................................................... 50

3.4.1. Szerkezeti fa elemei: .................................................................................. 51 3.4.2. A tengelykapcsol vizsglata ..................................................................... 53

4. A vgeselemes szoftverek programozsa, iteratv modellek............................................... 59 4.1. Modellptsi STRATGIK.................................................................................. 60 4.2 Alapvet modellptsi utastsok............................................................................. 62 4.3. A programfejlesztshez szksges tovbbi utastsok ............................................. 79

5. Fejlett dinamikai vizsglatok lehetsgei a COSMOS/M-ben............................................ 89 5.1 A modl- analzis ...................................................................................................... 89

5.1.1. Matematikai httr........................................................................................ 90 5.1.2. Alkalmazsi plda ........................................................................................ 91

5.2. A rezgs idbeli lefolysnak vizsglata, idfggvnye (tranziens jelensg, Modal Time History) ......................................................................................................... 93 5.2.1. Alkalmazsi plda ........................................................................................ 94

5.3. A vlasz- spektrum meghatrozsa (Response Spectrum Generation) .................... 96 5.4. Vletlenszer gerjeszts hatsra kialakul rezgsek vizsglata ............................. 99

5.4.1. Alkalmazsi plda: ..................................................................................... 101 5.5. Harmonikus analzis ............................................................................................... 102

5.5.1. Alkalmazsi plda: ..................................................................................... 104 5.5.2. Alkalmazsi plda (tranziens jelensg) ...................................................... 106

6. Szerkezetbe csapd test hatsnak vizsglata programozhat vgeselemes rendszerben 110

6.1. A Random Virus Algorithm bemutatsa ............................................................ 112 6.2. Az algoritmus tesztelse, sszehasonltsa ms algoritmusokkal ........................ 114 6.3. Az RVA algoritmus alkalmazsa tdssel terhelt szerkezet optimlis tervezshez

.............................................................................................................................. 118 7. Felhasznlt s ajnlott irodalom ........................................................................................ 121


5

1. CAD S FEM RENDSZEREK, VALAMINT AZ OPTIMLS FEJLDSNEK RVID TRTNETE A vgeselemes (FEM, Finite Element Method) s a szmtgppel segtett

tervezmdszerek (CAD, Computer Aided Design) nagymrtkben szmtstechnikai kapacits- ignyes mdszerek, ezrt a piaci megjelenskhz s a tovbbi fejldskhz szksges volt a szmtgpek jelenlte, st hozzfrhetsge a szles kznsg szmra. A szmtstechnika a II. vilghbor ta rohamos fejldsnek indult, ami napjainkban is tart. Ennek a fejldsnek a talajn lehetsges s sokszor ez a fejlds teszi szksgess a CAD s FEM rendszerek folyamatos tovbbfejlesztst, szolgltatsainak bvtst.

Kezdetben a CAD s FEM programok klnllan mkdtek, ksbb szabvnyokat fejlesztettek ki a kzttk kialaktand adattvitel elsegtsre, napjainkban pedig ez a kommunikci odig fejldtt, hogy a vgeselemes programok integrldnak a CAD- rendszerekkel, azaz megsznik a FEM program nll adat-elkszt (preprocesszor) modulja s ezt a szerepet a CAD programok veszik t. Az ilyen integrlt FEM program kpes tbbfle CAD- program adatformtumt beolvasni, megrteni s feldolgozni, st egy adott CAD program menrendszernek megnvelseknt teljes illeszkedsre is kpes, ami lehetv teszi, hogy a teljes tervezi, analiztori munkt ugyanabban a programban, kilps s megszakts nlkl elvgezhessk. Ez az integrci az oka annak, hogy a vgeselemes programok fejldsnek vizsglata sorn legalbb rviden, kitrszeren emltst kell tenni a CAD programok megjelensrl s fejldsnek nhny lpsrl is.

1.1. Elzmny: a szmtstechnikai eszkzk fejldse

A vgeselemes s a szmtgppel segtett tervezs programrendszereinek kialakulsa s fejldse elkpzelhetetlen lett volna a szmtstechnikai eszkzk s rendszerek fejldse, szles kznsg rszre val rendelkezsre, piacra bocstsa nlkl, ezrt mindenekeltt rviden tekintsk t a szmtgpek fejldsnek nhny llomst.

A szmtgpek megjelensnek kzvetlen elzmnynek tekinthet, hogy Joseph- Marie Jacqard 1807-ben lyukkrtya- vezrls szvszket ksztett. A lyukkrtya a szmtgpek kialkulsnak elejn sokig szinte az egyetlen (br nagyon jl mkd s megbzhat) adatbeviteli egysgnek szmtott.

Taln a szmtgpek igazi seinek tekinthetk azok a mechanikus ton mkd, matematikai szmtsokat vgz gpek (Difference Engine, Analytical Engine), melyeket Charles Babbage az 1830-as vekben fejlesztett ki. Az ltala fejlesztett Analytical Engine mr rendelkezett memrival, malom- nak nevezett kzponti feldolgoz egysggel, nyomtatsi lehetsggel s lyukkrtys bemeneti egysggel. A gpet alkot mechanikai elemek felletminsge, pontossga az akkori technolgia korltai miatt nem tettk lehetv, hogy Babbage a gpet mkdkpes llapotban megptse, m ksbb az eredeti tervek alapjn megptettk ezt a gpet is s a Difference Engine-t is, mely a differencia mdszert alkalmazva polinomok rtkeit szmolta. Mindkt gp mkdkpesnek bizonyult. Jllehet a gpek Babbage korban nem mkdtek, m az Analytical Engine felptse s elkpzelse lehetv tette programok rst is, amit Ada Byron, ms nven Lady Lovelace, Lord Byron lenya ki is hasznlt s klnbz programokat rt a tulajdonkppen mg nem is ltez gpre. Mivel ezzel lett a trtnelem els programozja, tiszteletre rla neveztk el az ADA programnyelvet.


6

A szmtgpek kialakulsnak msik elzmnye Hollerith nevhez fzdik, aki 1890-ben az USA-ban rendezett nagy npszmlls adatainak feldolgozsra lyukkrtyval mkd gpet fejlesztett ki, amelynek segtsgvel 4 v alatt vgzett a teljes adatfeldolgozssal, ehhez 43 darab lyukkrtys gpet hasznlt. A munka a hagyomnyos kzi feldolgozsi mdszerekkel mr majdnem 10 vet is ignybe vett volna, addigra viszont mr az jabb npszmllst kellett volna feldolgozni (az elz npszmlls adatainak feldolgozsa ht vig tartott a hagyomnyos mdszerekkel, 50 milli ember adatval, de 1890-ben mr 62 milli ember adatt kellett feldolgozni). Ksbb Hollerith 1896-ban lyukkrtys eszkzket gyrt s rtkest cget alaptott, melyet 1924-tl IBM nven ismernk.

Az elzmnyek sorban meg kell emlteni a francia R. Valtat nevt, aki 1936-ban kidolgozta a kettes szmrendszerben dolgoz szmtgp elvt, gy az ezutn fejlesztett elektromechanikus eszkzkben nem kellett hasznlni 10 fog fogaskerekekeket vagy 10 lls szmllgrgket, hanem csak ktlls kapcsolkat.

Ezutn a kvetkez fontosabb lpsek a szmtgpek fejldsben II. vilghbor alatt kvetkeztek be, de a hbors titoktarts miatt ezek jrszt csak a II. vilghbor befejezdse utn kerltek napvilgra. Itt emltst rdemel Alan Turing neve, aki 1943-ban kifejlesztette a Colossus I. nev gpet, mely a vilg els elektroncsves szmtgpe volt s fleg mtrix- mveletek gyors vgzsre volt alkalmas. Ez a gp jelents szerepet jtszott a nmet Enigma tvirat- kdol, titkost gp kdjainak megfejtsben. Innen szmtjuk a szmtgpek els genercijnak kezdett, amikor is az elektromechanikus eszkzket felvltottk az elektroncsves gpek.

1946-ban az ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) gpet Presper Eckert s John Mauchly fejlesztette ki. Ezek utn Neumann Jnos elksztette fontos sszefoglal elmleti mvt a digitlis szmtgpek fejlesztsnek elveirl, amit az EDVAC nev, szintn elektroncsves gp fejlesztsnl alkalmaztak is. Ezek a gpek szintn a szmtgpek els genercijhoz tartoztak. A msodik genercit 1955 utn a tranzisztorok megjelense hozta ltre s ezek a gpek sokkal kevesebb energit fogyasztottak. Az ilyen gpek mr a tudomnyos szmtsok vgzshez is rendelkezsre lltak s ezeken a szmtgpeken indulhatott meg a vgeselemes programok els verziinak kezdeti kifejlesztse, programozsa. A III. genercit 1962 utn a hibrid ramkrket tartalmaz IC-kkel kszlt szmtgpek alkalmazsa jelentette, ezzel mg szlesebb piac szmra vltak elrhetv a szmtgpek. A IV generci a monolit technolgival gyrtott IC-k megjelensvel kezddtt, ami kifejezetten tmeggyrts esetn volt kifizetd. Ezutn 1971-ben megjelentek a mikroprocesszort hasznl gpek, ami szinte egy jabb genercis vltsnak foghat fel, majd az 1980-as vek elejn a PC-k (szemlyi szmtgpek) is sznre lptek. Az 1990-es vekben kialakult egy jabb generci, a szuperszmtgpek s a parallel computing, azaz prhuzamosan vgzett szmtsok, sokprocesszoros gpek idszaka (pl a CRAY), mely lnyegben ma is tart, egyre nagyobb szmtsi kapacitst s gyorsasgot ltrehozva (rengeteg processzor sszekapcsolsa s kommunikcija rvn ), amit fleg meteorolgiai s nagytmeg adatfeldolgozi feladatok megoldshoz alkalmaznak. Remljk, ezek a jvben alkalmazhatk lesznek igen nagy mret vgeselemes modellek, nagy mrnki feladatok vizsglathoz is.

Napjainkban elmondhat, hogy kb. msfl v alatt megktszerezdik a szmtgpek kapacitsa (gyorsasg, trol kpessg tekintetben). Az elvgezhet feladatok nagysga azonban ezzel nem nvekszik egyenes arnyban, mivel a mtrix- mveletek kzel ngyzetesen arnyos kapacitsnvekedst ignyelnek, teht ha egy modellhez kpest ktszer annyi csompontot, vagy vgeselemet tartalmaz modellt akarunk megoldani, akkor kzel ngyszer annyi kapacitsra lesz szksgnk. Emiatt a megoldhat vgeselemes feladatok mrete tekintetben kb.3 vet kell vrnunk a lehetsgek megktszerezdsre. Ez bizonyos


7

esetekben optikai csaldst okozhat, azaz a jval nagyobb kapacits gp nem okoz olyan nagy nvekedst a megoldhat feladatok nagysgban, mint ahogy ezt vrnnk a vele ltrehozhat CAD modellek nvekedse alapjn. (A ltrehozhat CAD- modellek mretben ez a ktszerezds kb. 1,5 v, mivel a modellek nem ignyelnek olyan sok mtrix- szmtst).

A kiss tvolabbi jvben a ma mg csak ksrleti fejlesztseket vgz nanotechnolgia eredmnyei szakrtk szerint olyan ugrsszer fejldst eredmnyezhetnek a szmtstechnika fejldsben, mint amilyet a mikroprocesszorok megjelense vltott ki. Ez a fejlds mg nagyobb teret nyithat majd a szmtstechnikai kapacits nvelsnek, amely azt eredmnyezheti, hogy a ma mg csak rszletekben vagy mretei miatt nehzkesen, illetve egyltaln nem megoldhat feladatok megoldsa is elrhet kzelsgbe kerlhet.

1.2. A vgeselemes mdszer s a CAD- rendszerek fejldsnek rvid trtneti ttekintse

A vgeselemes mdszer alapgondolatt, azaz egy problma megoldst apr elemekre val felbonts s az elemekbl nyert informcik sszestse tjn, mr az korban is alkalmazta az emberisg. Az egyiptomiak i.e. 1500-ban ( = 3.16), vagy ksbb knai matematikusok i.u. 480- ban ( = 3.1415926) mr meglep pontossggal ismertk a rtkt, amit valsznleg a kr terletnek egyre pontosabb meghatrozsval rtek el, hromszgekre vagy ngyszgekre bonts tjn. A mai, matematikai s mrnki rtelemben vett vgeselemes mdszer kialakulsra azonban mg sokig vrni kellett.

A matematika egyes terleteinek (variciszmts, funkcionlanalzis, numerikus mdszerek) kibontakozsa s fejldse azt eredmnyezte, hogy az i.u. 1800-as vek vgre, de legksbb az 1900-as vek elejre jelen voltak azok az elmleti alapok, melyekre a vgeselemes mdszer pl, st ekkorra mr a mdszer alapvet gondolatmenethez hasonl problma-megoldsi mdszerek is kifejlesztsre kerltek egyes problmatpusokra. Ebbl az idszakbl megemltend Ritz, Rayleigh s Galjorkin neve, akiknek a munkssga rvn bizonyos feladatokra olyan megoldsi menet kerlt kidolgozsra, mely a mai rtelemben vett vgeselemes mdszernek feleltethet meg, de ki kell emelni, hogy a vgeselemes mdszer jval tbb, mint a Rayleigh- Ritz mdszer vagy a Ritz- Galjorkin mdszer. Termszetesen a matematikai megfogalmazsok s az elmlet tovbb fejldtt, pontosodott, j feladattpusokra s mrnki terletekre is kiterjesztsre kerlt s ez a fejlds napjainkban is tart.

Konkrt szerkezetekre, fontosabb mrnki alkalmazsokra azonban az 1900-as vek elejn mg nem volt lehetsg, csupn nhny egyszerbb mintapldn keresztl lehetett szemlltetni a mdszer lnyegt, hatkonysgt, mivel a mdszer szmtsignye hosszadalmas megoldsi idt eredmnyezett volna kzi mdszerekkel. Ezen a tren csak kb. 50 v mlva, a II. vilghbor utn indult meg jelentsebb fejlds, amikor a szmtgpek lassan kezdtek kzkinccs vlni s tudomnyos, mrnki szmtsokhoz is rendelkezsre lltak.

Courant 1943- ban hasznlt elemeket egy Saint- Venant -fle csavarsi feladat kzelt megoldshoz, a vgeseles mdszer kifejezst pedig (Finite

Element Method) Clough alkalmazta elszr, 1960-ban. S. Lvy 1947-ben alkalmazta erszr az ermtrix- mdszert csapott szrny replgpekre, majd Argyris s Kelsey 1955-ben sszefoglalta a mrnki gyakorlatban hasznlhat fontosabb mtrix mdszereket s energiaelveket, kifejlesztettk az elmozduls- mdszert s gyakorlatilag ekkortl beszlnk merevsgi mtrix- rl.


8

Ekkor indult meg a ma is ismert nagy vgeselemes programok, programrendszerek els verziinak (pl.: ANSYS, COSMOS/M, NASTRAN, stb.) fejlesztse az USA- ban, termszetesen ekkor mg szobnyi nagysg, lyukkrtys adatbevitellel mkd szmtgpeken.. A programozs f nyelve a FORTRAN volt, mely 1954-ben jelent meg. Ksbb 1958-ban megjelent az ALGOL nyelv is, amit szintn alkalmaztak matematikai feladatok megoldshoz, taln ez a nyelv tekinthet a PASCAL programozsi nyelv eldjnek.

A CAD- rendszerek fejldse szintn megindult az 1950-es vek kzepn, az els grafikus rendszert az USA lgier alkalmazta, a neve SAGE (Semi Automatic Ground Environment) volt. A CAD programok iparnak els fontos fejldsi lpse 1960-ban volt, amikor Ivan Sutherland a Lincoln Laboratory- nl a SKETCHPAD nev projektet ltrehozta. Ugyanebben az vben a General Motors Research Laboratories kifejlesztette az els interaktv grafikus gyrt- tervez rendszert, DAC nven (Design Automated by Computer).

1973-ban kezddtt a CADAM (Computer- Augmented Drafting and Manufacturing) rendszer fejlesztse a General Motors, a Chrysler s a Lockheed cg rszvtelvel. Ezt a rendszert vsrolta meg az Avions Marcel Dassault (AMD) cg, amely ezzel az els CAD- felhasznl lett.

1977-ben Marcel Dassault elindtotta projektjt, melynek clja egy hromdimenzis, interaktv tervezi programrendszer kifejlesztse volt, ekkor kezddtt meg a CATIA (Computer- Aided Three- Dimensional Interactive Application) program fejlesztse. Els verzija 1982-ben kerlt piacra.

1980-ban a T&W Systems ltrehozta a VersaCAD programot. 1982-ben megalakul az Autodesk cg John Walker vezetsvel. A cg clja volt, hogy 1000 dollr alatti rban hozzon ltre CAD programot, ami szemlyi szmtgpen futtathat. 1982-ben ki is adtk az AutoCAD els verzijt, mely Mike Riddle 1981-ben rt MicroCAD nev programjn alapult. Az 1980-as vek kzepn jelent meg az IDEAS (Integrated Design- Engineering Analysis System), mely egy programon bell tartalmazott CAD s FEM lehetsgeket (az ezt ltrehoz SDRC cg alaptsa 1967-ben volt), ebben a minsgben egyike volt a vilgelsknek. 1985-ben megjelent a CADKEY, 1989-ben pedig a Pro-Engineer els verzija.

Az 1970-es vek vgre a fejlesztk s felhasznlk alapvet ignyv vlt a CAD programok adatformtumainak egysgestse, a CAD- modellek hordozhatsga. 1979-ben a Boeing, a General Electric s a NIST cg kifejleszti az IGES (Initial Graphics Exchange Specification), ami 1980 janurjban ipari szabvnny vlt, gy a neve Initial Graphics Exchange Standard lett. 1983-ban megkezddnek azok a fejlesztsek, melyek a STEP (Standard for the Exchange of Product Model Data) adatformtum megjelenshez vezettek. Az els ltalnosan elrhet STEP fordt programot 1991- ben az EDS Unigraphics cg adta ki. Az adatformtumok kztt meg kell emlteni a Parasolid grafkus kernelt, amit Shape Data Ltd. fejlesztett ki s a Unigraphics 1988-ban szlesebb krben is alkalmazta.

A legnagyobb lkst a CAD s a vgeselemes programok fejldsben a szemlyi szmtgpek megjelense s egyre szlesebb kr elterjedse jelentette, az 1980-as vek elejn. A szmtgp egyszemlyi hasznlata, hazavihetsge azt eredmnyezte, hogy a felhasznlk a programok birtokban szabadon, kln engedlyek s radj fizetsi ktelezettsg nlkl, akr jjel- nappal foglalkozhattak a modellek felptsvel s megoldsval, ami nagyon nagy segtsget jelentett a nagyobb feladatok elksztsben, valamint a programok hasznlatnak elsajttsban is. Ezrt azok a cgek, melyek az addig csak nagy gpeken rendelkezsre ll vgeselemes (s CAD) programjaiknak piacra dobtk a szemlyi szmtgpes vltozatt is, (pl.: COSMOS/M, ALGOR, ANSYS), vagy a CAD rendszereknl AUTOCAD, CADKEY, stb. nvelni tudtk piaci jelenltket, ismertsgket,


9

az ilyen mdszerekkel vgzett vizsglatok, alkalmazsok szma pedig ugrsszeren megntt. Haznkban ugrsszer fejldst jelentett, hogy az 1980-as vek kzepn megszntettk a Magyarorszggal szemben alkalmazott COCOM- tilalmakat, teht a nyugat-eurpai szmtstechnikai termkek szabadabban ramolhattak az orszgba.

Ekkor nhny ven keresztl a CAD s FEM szoftverek egy-kt esettl eltekintve (IDEAS, CATIA) klnllan futottak s ltalban nem tmogattk az ekkortjt sznre lp s egyre jobban terjed Windows rendszert. 1995 volt az az v, amikor vgrvnyesen kikerlhetetlenn vlt ez a rendszer s ez utn mr minden jelentsebb fejleszt a Windows rendszer alatt hasznlhat formban rulta termkeit. Ez id tjt a CAD s FEM rendszerek terjedse s fejldse egyre inkbb felvetette az integrci lehetsgt, szksgessgt. Ezen a tren a COSMOS/M rendszer vltozatai mutatjk legszembetnbben a vltozsokat:

1993-ban jelent meg a COSMOS/M nek az AUTOCAD- hez integrlt (a CAD- menrendszert a vgeselemes program parancsaival bvt) verzija, COSMOS/M Designer nven.

A Windows al fejlesztett Pro Engineer programhoz menrendszeresen integrlva 1995-ben megjelent a COSMOS/M Engineer.

A szintn Windows alatt mkd Solid Edge hrom-dimenzis CAD- programhoz integrltan megjelent 1997-ben a COSMOS- Edge program is.

A 2000-ben piacra dobott Design Star az integrcinak tovbbi szintjt kpviseli, mert tbb CAD- rendszer (CADKey, IDEAS, Solid Edge, Artrisan, MicroStation, stb.) adatformtumait felismeri, gyakorlatilag brmelyik CAD program lehet a preprocesszor (a modell elksztst vgz program), sajt preprocesszora mr nincs is. Ma is a COSMOS DesignStar program tkletestett, tovbbfejlesztett verzii jelennek meg, kvetve a CAD rendszerek kapacitsnak, tudsnak fejldst, kihasznlva a hardver eszkzk folyamatos fejlesztse eredmnyeknt rendelkezsre ll jabb lehetsgeket.

Ehhez nagyon hasonl utat jrt be a napjainkban egyre inkbb elretr s piacvezetnek szmt ANSYS program is, melynek a tbbfle CAD-rendszerhez integrldni kpes vltozata a DesignSpace nevet viseli, kiegsztve a Workbench nvvel elltott fjlkezeli, analzis elkszti krnyezettel. A vgeselemes programok kztt mindenkpp fontos emltst rdemel a NASTRAN, mely sokig ipari szabvnyt s referencit jelentett ezen a tren, majd ksbb a MARC s mg ksbb az ABAQUS szoftverek, melyek egyes problmakrkben (nemlinearits, nagy elmozdulsok, kplkenysg, stb.) olyan lehetsgekkel rendelkeztek, amit ms programok nem, vagy csak ksbb megjelen verziikban nyjtottak. Ez a fajta verseny a programok s a verzik kztt ma is felfedezhet, mindig kijn valaki valami olyan jjal, amit a tbbiek csak ksbb vesznek t vagy fejlesztenek ki.

Az integrlt verzik elnye, hogy a CAD programbl szinte kilps nlkl, az addigi kommunikcis s adatcsere- nehzsgeket megszntetve, gyorsan s knnyen, viszonylag kevs vgeselemes tuds birtokban bepillanthatunk a CAD- rendszerben tervezett termk, elem vagy egy komplett sszeszerelt egysg mechanikai viselkedsbe a mkds sorn vrhat teher s peremfeltteli esetekre. Htrnyuk, hogy nem nyjtjk a vgeselemes programrendszerek teljes repertorjt, fejlettebb dinamikai, nemlineris, esetleg multidiszciplinris vizsglatokat mr nem tartalmaznak. Az automatikus hlzsbl ereden kisebb lehetsge van a szakembernek beavatkozni a hlzs menetbe, ami fajlagosan egyre szmtsignyesebb modelleket eredmnyez. A szmtsignyessg a hardver nagylptk fejldst tekintve egyre kevesebb gondot okoz, m nagyobb mret, sszetett, sok elembl sszeszerelt szerkezetek vizsglatnl kapacits- gondokat idzhet el. A nem integrlt,


10

eredeti programverzik tovbbi elnye a beptett programnyelv, mellyel olyan feladatokra is alkalmass tehet a program, amelyeket a beptett, gyri eljrsok, elemtpusok nem tmogatnak. Ezrt napjainkban megmarad az eredeti, nem integrlt vgeselemes programrendszerek fejlesztse is. Ezrt jelen munkban a COSMOS/M rendszer pldjn keresztl bemutatjuk az eredeti, nem integrlt verzi hasznlatt s programozsi lehetsgeit is. Ez a fejlesztsi kettssg (integrlt s eredeti verzi prhuzamos jelenlte, fejldse) tapasztalhat mind a COSMOS/M, mind pedig az ANSYS programrendszer esetben is. A nem integrlt verzik htrnya viszont, hogy nehzkesebb az adatcsere a CAD- programokkal, sokszor csak a sajt preprocesszorban fejlesztett modell alkalmas a fejlettebb vizsglatok elvgzsre.

Mivel az integrlt s az eredeti, nem sszevont verzik tudsa, szolgltatsai folyamatosan bvlnek, kzelednek egymshoz, egyre valsznbb, hogy a jvben valamelyik programrendszer fejlesztse sorn kialakulhat egy mindentud verzi, mely tvzi a ktfle vltozat elnyeit s minimlisra cskkenti htrnyaikat.

1.3. Az optimls tudomnya, az optimum keres algoritmusok fejldse

Mind a vgeselemes mdszer, mind pedig az optimls tudomnynak fejldse esetn igaz, hogy az elmleti httr, a szksges matematikai- elmleti alapok jval korbban teljesen tisztn, kifejldve rendelkezsre lltak, mint ahogy ezek a mdszerek igazn, jl hasznosthatan felhasznlhatak lettek volna a mrnki tudomnyok klnbz terletein. Ennek f oka a XIX. szzadban a szmtgpek, a szmtstechnika hinya volt, hiszen ezek a mdszerek mr viszonylag egyszerbb esetekben is sok szmtsi munkt ignyelnek.

A msodik vilghbor utn azonban a szmtstechnika rohamos fejldsnek s terjedsnek indult, ami szinte azonnal magval vonta a kt emltett tudomnyterlet fejldst s terjedst is.

Az optimls, szlsrtk keress esetn a differencilszmts s a variciszmts volt az elmleti alap, mely mr Newton, Euler, Cauchy s Lagrange munki nyomn teljes rtken rendelkezsre llt, mr a XVII. szzadban. Egyszer alkalmazsokra, egyvltozs fggvnyekre s egyszerbb tbbvltozs esetekre alkalmaztk is, de mr ngy vagy ennl tbb vltoz esetn a sok szmtsigny gtolta a tovbbi felhasznlst s a szerkezettervezs terletn val elterjedst. Ahhoz, hogy az optimumszmts igazn nll tudomnyterlett vljon, tt eredmnyekre s a szmtstechnika elterjedsre volt szksg. Erre tbb mint egy vszzadot vrni kellett.

A II. vilghborban a hadvisels sajtossgai, valamint az informcik hadi rtknek felismerse megalapozta a szmtstechnika, a szmtgpek fejldst, ami az 1950-es vek kzepre mr a mszaki tudomnyok terletn is elrhet, viszonylag jl hasznlhat szmtgpek megjelenst eredmnyezte, br ezek mg szobnyi, kln fenntart s mkdtet szemlyzetet ignyl berendezsek voltak. Ennek a fejldsnek a hatsra 1959-ben Davidon s az 1960-as vek els felben tbb ms amerikai szerz munki alapjn megjelentek az els szmtgpi algoritmusok tbbvltozs, nemlineris fggvnyek korltozsos s korltozs nlkli optimumainak szmtsra, melyek alkalmazhatk voltak a mrnki let szmos terletn. Az gy elrt eredmnyek kzl taln a legjelentsebb s leghasznosabb eredmny az USA-ban szletett, 1973-as olajvlsg okozta szksghelyzet alapjn: Az olajvlsg miatt korltozni kellett az olajfelhasznlst, viszont a repls fejldse, bvlse rohamos volt, ami a felhasznls nagy arny nvekedst idzte volna el az akkori mszaki viszonyok kztt. Az optimls alkalmazsval, j alumniumtvzetek


11

kifejlesztsvel s optimlt felhasznlsval a replgpek ptse tern elrtk, hogy a lgi kzlekeds 1980-ra megktszerezdhetett, de az olajfelhasznls nem nvekedett szmotteven az 1970-es vek szintjhez kpest.

Ez olyan jelentsg eredmny volt, hogy az addigi ktkedket is meggyzve, az optimls tudomnyt nemcsak a mszaki tudomnyok, hanem ms tudomnyterletek mveli is elfogadtk s alkalmazni kezdtk a problmakrben rtelmezhet s matematikailag megfogalmazhat feladataikra. Szerkezetszintzis nven nevet is kapott a tudomnyterlet, st nll folyiratok jelentek meg az eredmnyek publiklsra. J ideig a konkrt alkalmazsok szinte kizrlag repls, replgpek terletn merlt ki, de ksbb megjelentek az ptszeti szerkezetek, majd a gpszeti s egyb szerkezetek, termkek esetn val alkalmazsok is. Ma mr versenykpes termk tervezse szinte elkpzelhetetlen ilyen mdszerek alkalmazsa nlkl.

A szmtstechnika rohamos fejldse azt eredmnyezte, hogy az optimumszmts menetbe egyre bonyolultabb, szmtsignyesebb szubrutinok, eljrsok is bepthetek voltak, a vizsglt szerkezet viselkedsnek s mkdsnek minl rszletesebb s pontosabb lersa rdekben. Az 1980-as vek vgre ez a fejlds odig rt, hogy teljes vgeselemes szmtsokat is be lehetett pteni az optimls menetbe. Ezzel lehetv vlt pldul egy replgp test optimlsa a krltte raml leveg okozta nyoms ltal ltrejv terhelsek alapjn. Krlbell ettl az idponttl kezdve lehet emlteni a multidiszciplinris optimlst, melynl a szerkezet tervezse sorn a kontinuum- mechanikn kvl tovbbi tudomnygak is belpnek az optimls rendszernek felptsi folyamatba. Itt Sobiesczansky- Sobieski s munkatrsai nevt kell megemlteni.

Mint az optimls tudomnya esetn, itt is a repls, replgpek tervezse hozta az els alkalmazsokat, de gyors temben terjedtek ezek az ismeretek is a mszaki tudomny klnbz terletein. 1994-ben megalakult az ISSMO (International Society of Structural and Multidisciplinary Optimization), a Szerkezeti s Multidiszciplinris Optimls Nemzetkzi Szervezete. A szervezet folyirata a Structural Optimization cm folyirat lett, melynek nevt 1994-tl Structural and Multidisciplinary Optimization- re vltoztattk, figyelembe vve az egyre jelentsebb multidiszciplinris alkalmazsokat. A multidiszciplinris optimls innentl hivatalosan is kln tudomnygnak tekinthet. Az ISSMO 1994-es talakulsakor, tekintettel a multidiszciplinris alkalmazsokra, j, tgabban rtelmezett defincit adott a szerkezet fogalmra:

Szerkezetnek neveznk minden olyan rendszert, mely legalbb rszben tartalmaz terhelsnek kitett kontinuumot. Ezzel a szerkezetoptimls fogalomkre is bvebb rtelmezst kapott. Ezutn jelenleg is szmos izgalmas, jelents multidiszciplinris optimlsi alkalmazst tallhatunk a szakirodalomban, s mivel a szmtstechnikai httr napjainkban is egyre fejldik, egyre nagyobb mret szerkezetek, egyre teljesebb s valsghbb modellek vizsglata vlik lehetv.

1.4. Nhny optimumkeres algoritmus

Az optimlis tervezs sorn a tervezsi vltozk lehetsges rtkeinek kombinciibl add lehetsges varicik szma olyan nagy, hogy szksg van egy algoritmusra, mely egy adott matematikai mdszer gondolatmenete alapjn az optimum keres szmtgpi program alapjt kpezi. Az algoritmus alkalmazsa biztostja, hogy nem kell az sszes lehetsges varicis lehetsget vgigszmolni s leellenrizni az optimum elrshez, de az algoritmus gondolatmenete biztostja a globlis optimum elrst az elre belltott pontossggal. Az algoritmus gyorsasga, hatkonysga biztostja a clfggvny s a felttelek esetn az


12

optimum elrshez szksges kirtkelsi szm cskkentst. Ez klnsen hangslyos a multidiszciplinris optimls esetn, mivel itt a clfggvny, vagy clfggvnyek s a felttelek kirtkelse mindig akr egy idignyes vgeselemes szmtst takarhat.

Az elzek alapjn teht az algoritmusok fejlesztse nemcsak az eddig elrhet algoritmusok tovbbfejlesztst s tkletestst jelenti, hanem jabb s jabb algoritmusok megjelenst is, melyek mg jobb hatkonysgot, gyorsasgot tesznek lehetv, megsprolva ezzel sok idignyes szmtsi munkt, kltsget.

Az algoritmusok egyik lehetsges csoportostsi lehetsge a mkdsk, az alkalmazott matematikai mdszer alapjn trtn feloszts. Ez alapjn a kvetkez algoritmus- tpusokat lehet felsorolni (a teljessg ignye nlkl, az egyes tpusokhoz nknyesen kiragadott pldkkal):

- Egyvltozs mdszerek: felez mdszer, interpolcis eljrsok, aranymetszs, Fibonacci- mdszer, derivlsos (analitikus) t, stb.

- Ktvltozs mdszer: grafikus- analitikus ton megoldhat a problma, a Kuhn- Tucker -fle optimalitsi felttel alapjn.

- Tbbvltozs, korltozs nlkli mdszerek: a.) Derivlst alkalmaz Newton- mdszer;

Davidon- Fletcher- Powell (vltoz metrika) mdszere;

Cauchy- Steepest descent (legmeredekebb ess) mdszere;

Fletcher- Reeves konjuglt gradiens mdszere.

b.) Derivls nlkli, keres mdszerek Hooke and Jeeves alakzat mentn keres mdszere;

Nelder and Mead szimplex mdszere;

Rosenbrock- mdszer;

- Tbbvltozs, korltozsos mdszerek:

a.) Derivlst alkalmaz Zoutendijk feasible directions (megengedett irnyok) mdszere;

Fiacco and McCormick SUMT (bntetfggvnyes) mdszere;

Rosen gradiens-vettses mdszere lineris korltozsokra


13

b.) Derivls nlkli, keres mdszerek Box komplex mdszere;

Korltozsos Rosenbrock hill climber (hegymsz) mdszer.

- Evolcis tpus mdszerek: Genetikai Algoritmus (Goldberg) s tovbbfejlesztett vltozatai;

Particle swarm (rszecske rajzs) mdszer;

Ant (hangya) algoritmus;

Random Virus Algoritmus (bemutatsa a 6.1. fejezetben).

- Egyb mdszerek: Dinamikus programozs;

Geometriai programozs;

Sztochasztikus programozs;

Jtkelmlet alkalmazsval kifejlesztett mdszer;

Irnytselmleti mdszer;

Kombinatorikus mdszerek: Branch and bound,

Lewis mdszere, backtrack

Az evolcis tpus, a termszetben lejtszd genetikai, kivlasztdsi, evolcis folyamatokat modellez mdszerek megjelense a multidiszciplinris optimls elterjedsnek, kibontakozsnak idejre tehet, ezek a fajta mdszerek kifejezetten a nagy, sokvltozs, esetleg tbb clfggvnyes, sok felttellel lert, multidiszciplinris, szmtsignyes feladatokra lettek kifejlesztve. Napjainkban is tovbb folyik az a fejleszt, kutat tevkenysg, melynek eredmnyekpp jabb s jabb, egyre gyorsabb, hatkonyabb algoritmusok jelennek meg.


14

2. COSMOS/DESIGNSTAR 3.0

2.1. Bevezets

A tervez munkhoz manapsg szervesen hozztartozik az egyes alkatrszek, illetve a szerelt egysgek szilrdsgi vizsglata, analzise. Egy korszer mrnki iroda elkpzelhetetlen a megfelel szoftveres httr nlkl. Ezek a programok azonban sohasem helyettestik a mrnki munkt, hanem elsegtik a gyors, hatkony s pontos tervezst. Ezek kzl taln a legsokoldalbb, s leginkbb elterjedtek a vgeselem szoftverek. Nagyon sok tpusuk megtallhat a piacon, bsges lehetsget biztostva a mrnkk szmra, hogy az adott feladathoz a leginkbb alkalmas programot vlasszk. jabban az egyes CAD rendszerek fejleszti a tervez programba szervesen beleintegrljk a sajt fejleszts vgeselem modult. gy az alkatrsz vizsglata a CAD rendszerbl kzvetlenl elrhet, s a kapott eredmnyek alapjn a szerkezet geometrija kzvetlenl mdosthat. Ezek a szoftverek ltalban csak arra hasznlhatak, hogy egy szerkezet gyors vizsglatt elvgezzk. Erre igen j plda a Cosmos/DesignSTAR 3.0. Egy optimlsi feladat ennl lnyegesen bonyolultabb, s rkategrijban illetve lehetsgeiben is komolyabb szoftvert ignyel.

A Cosmos/DesignSTAR 3.0 a Solid Edge rendszerbe integrlhat, de nllan is kivlan hasznlhat vgeselem program. Tudst tekintve nem sorolhat a cscskategris VEM rendszerek kz, de knny kezelhetsge, valamint relatv alacsony rfekvse miatt nlklzhetetlen segtsg lehet a mrnki gyakorlat sorn.

Ez a fejezet egy rvid ttekintst ad a Cosmos/DesignSTAR 3.0 mrnki munkban val sokoldal felhasznlsrl. Teljes kr ismertetsrl termszetesen nem lehet sz, a rszletesebb informcikat referencia knyvekbl kell beszerezni. A program bemutatsra a legalkalmasabb mdszer az, ha egy konkrt pldn keresztl, lpsrl lpsre vgigvezetjk az analzis folyamatt.

2.2. A Cosmos/Designstar 3.0 alapjai

A Cosmos/DesignSTAR 3.0 telepts, valamint a licensz bellts utni els elindtsakor szabvnyos Windows ablakkal jelentkezik be (2.1. bra). A program angol nyelv, magyar felhasznli fellet nem kszlt.

A kperny fels rszn a cmsor tallhat, rajta a Cosmos/DesignSTAR felirattal. A cmke alatt tallhat a mensor, ez alatt pedig az eszkztrak. Az eszkztrak tetszs szerint tszerkeszthetk. Amg nem hvunk be alkatrszt a munkafelletre, az ikonok jelents rsze inaktv llapotban van. Az analzis sorn a megfelel ikonok mindig automatikusan aktvv vlnak, attl fggen, hogy az adott funkcinl van-e rtelme az ikon hasznlatnak.

Az ikonok jelentsnek ttekintsben a program maga is segtsget nyjt: ha rvid ideig megllunk az egrkurzorral egy-egy ikon fltt, srga ngyszgben megjelenik annak elnevezse (ez a funkci azonban kikapcsolhat).


15

CmsorMensor Eszkztrak

llapotsor

2.1. bra. A Cosmos/DesignSTAR 3.0 bejelentkez fellete

2.3. Mintaplda alkatrsz statikus vizsglatra

A Cosmos/DesignSTAR lehetsgeit rdemes konkrt, a gyakorlati tervez munka sorn is jl hasznlhat pldn keresztl bemutatni. Pldaknt ksztettnk egy alkatrszt a Solid Edge tervez rendszerrel (2.2. bra), amelyre majd terhelst illetve megfogst fogunk elhelyezni. A cl annak megllaptsa, hogy a megadott statikus terhels hatsra hol, s mekkora feszltsg bred, valamint mekkora lesz a maximlis alakvltozs rtke. Az alkatrsz Solid Edge-ben trtn ltrehozsnak rszletes lpsei a Szmtgpes termktervezs cm szakmrnki jegyzet anyagban tallhatk meg, ezrt ezt nem rszletezzk. Az elkszlt fjl neve legyen Bak.par, a tovbbiakban ezen a nven hivatkozunk r.

2.2. bra. Vizsglni kvnt alkatrsz (Bak.par)


16

A munka els lpseknt a CAD rendszerben elkszlt alkatrszt be kell olvastatni a Cosmos/DesignSTAR program munkafelletre. Vlasszuk ki a File men Open (megnyits) parancst, s a Windows intz hasznlathoz hasonlan keressk meg azt a mappt, ahol a krdses alkatrsz tallhat.

2.3. bra. Solid modell megnyitsa

A fjl keressben nagy segtsget nyjt, ha a megjelent prbeszdpanel fjltpus pontjt legrgetve belltjuk a kiterjesztst (2.3. bra). A Cosmos/DesignSTAR rendszer sokoldalsgt mutatja, hogy milyen sokfle formtum beolvasst teszi lehetv. Miutn megtalltuk a krdses alkatrszt, a Megnyits gombot vlasztva nyissuk meg.

2.4. bra. Munkafellet a Cosmos/DesingSTAR 3.0 programban


17

A munkafelleten azonnal megjelenik az alkatrsz, melyet az egr bal gombjnak nyomva tartsa mellett tetszleges pozciba forgathatunk. A kperny bal oldaln egy tblzat jelenik meg, melyen lpsrl lpsre nyomon kvethetjk a vizsglat egyes fzisait, valamint az eszkzsoron kvl, az egyes funkcik itt is elrhetk az n. helyi rzkeny menk segtsgvel (2.4. bra).

2.3.1. A vizsglat alapparamtereinek rgztse A munka elkezdshez n. Study-t kell ltrehozni. Egy Study egy lefuttatott vizsglatot

tartalmaz. Egy elmentett projekten bell tbb ilyen Study-t is ltrehozhatunk. A kperny bal oldali tblzatban a projekt nevre kattintva a jobb egrbillentyvel, vlasszuk ki a helyi rzkeny menbl a Study parancsot (2.5. bra).

2.5. bra. Study ltrehozsa

Itt lehetne kzvetlen kapcsolatot ltesteni a CAD rendszerrel a Connect to CAD System parancs segtsgvel. Szksg szerint frissthet is a geometria, amennyiben vltozs trtnt az Update Geometry paranccsal. Az Options parancs pedig a DesignStar futtatshoz, illetve az eredmnyek megjelentshez kapcsold prbeszdablak megjelentsre szolgl.

2.6. bra. A vizsglat tpusnak kivlasztsa

A Study parancs hatsra megjelen prbeszdablakban az Add (Hozzads) gombra kattintva megadhat a Study neve, valamint a vizsglat tpusa. A tpus kivlasztsa befolysolja majd a tovbbi lpseket. A program tbbfle vizsglat lehetsgt knlja fel (2.6. bra), melyek kzl vlasszuk a Static (Statikus terhels hatsra kialakul feszltsgek


18

s deformcik) mezt. Program lehetsgeit s a magyar megfelelt az albbi, 2.1. tblzat tartalmazza.

Analysis Type Vizsglat tpusa Static Statikus

Frequency Frekvencia Buckling Kihajls Thermal H

Fluid Flow ramls Nonlinear Nem lineris

2.1. tblzat. Vizsglat tpusok a Cosmos/DesignSTAR 3.0 programban Bellthat tovbb a hlzs tpusa: Solid (tmr) vagy Shell (hj). Vlasszuk a Solid

tpust. Az OK gombbal fogadjuk el a belltott rtkeket. A kperny bal oldali tblzata (amely tulajdonkppen a vizsglat trtnete) nhny j sorral gazdagodott.

2.7. bra. A vizsglat trtnete

A Components (sszetevk) felirat alatt lthat, hogy egyetlen alkatrsz vizsglatrl van sz (2.7. bra), melyhez mg semmilyen anyagjellemzt nem rendeltnk. Abban az esetben, ha tbb alkatrszbl ll szerelst vizsglnnk, akkor itt valamennyi komponens megjelenne, s definilhat lenne az anyagjellemz valamennyire kln-kln.

2.3.2. Anyagjellemzk definilsa A vizsglat elvgzshez a rendszerrel kzlnnk kell az alkatrszek (esetnkben csak egy

alkatrsz) anyagjellemzit (rugalmassgi modulus, Poisson-tnyez, stb.).

2.8. bra. Anyag hozzrendelse a modellhez


19

A vizsglat trtnetben kattintsunk jobb egrgombbal a Components (sszetevk) pont alatti, vizsglt alkatrszt jelkpez Part 1 felirat mezre, s vlasszuk ki az Edit/Define Material (Anyag definils/szerkeszts) parancsot (2.8. bra).

A megjelen prbeszdablakban kivlaszthatjuk az alkatrsz anyagt, mikzben ellenrizhetjk az anyagjellemzk rtkt (2.9. bra). Abban az esetben, ha nem tallunk a prbeszdablak bal oldali legrdl listjban megfelel anyagtpust, az anyagjellemzk ismeretben hasznlhatjuk a magunk ltal definiltat is. Termszetesen nem szksges az sszes jellemz ismerete, csak azok, amelyek az ppen kivlasztott szmts tpushoz szksgesek. Pldul a statikus szmtshoz csak a Rugalmassgi modulus s a Poisson tnyez ismerete szksges. A beptett jellemzket a coswkmat.lib fjl tartalmazza. Ez egy hagyomnyos text fjl, amely tetszlegesen tszerkeszthet, bvthet.

2.9. bra. Anyagjellemzk prbeszdpanel

Az alkatrsz anyaga a plda kedvrt legyen Gray Cast Iron (szrke ntvny). Az anyagjellemzk a tblzatbl kiolvashatk.

2.3.3. Az alkatrsz megfogsa A terhels alatt lv alkatrsz egyenslynak a felttele az, hogy bizonyos helyen, vagy

helyeken rgztve legyen. A megfogsi helyek azok a rszei az alkatrsznek, melyek a terhelst, mint kls errendszert, reakcierknt kompenzljk.

Mindig a feladat dnti el, hogy hol s milyen tpus megfogst kell alkalmaznunk a vizsgland testre. A hibs modellalkots hibs vgeredmnyt fog szolgltatni. A terveznek pontosan kell tudnia, hogy a modellalkots sorn melyek azok a paramterek, melyeket elhanyagolhat, s melyek azok, melyeket a modellbe be kell pteni ahhoz, hogy a valsgos llapotnak a leginkbb megfeleljen a szmtgpes szimulci.

A pldnkban vlasszuk megfogsknt a bak alapjn kikpzett kt hengeres furatot. Kattintsunk a 2.10. bra szerint a jobb egrgombbal a vizsglat-trtnet Loads/BC mezjre, s a megjelen helyi rzkeny menbl vlasszuk ki a Restraints (megfogs) parancsot.


20

2.10. bra. Megfogs definilsa

A megjelen prbeszdablakban (2.11. bra) kivlaszthatjuk a megfogs tpust. A munkaterleten kattintsunk az alkatrsz kijellni kvnt felletre, lre vagy pontjra. A kivlasztst az eszkzsoron a megfelel szrkapcsolk alkalmazsval knnythetjk meg. Abban az esetben, ha tbb elemet is ki akarunk jellni, az egyes elemekre val kattintsok kztt tartsuk nyomva a Ctrl billentyt.

2.11. bra. Megfogs prbeszdablak

Az egyes megfogsi lehetsgeket s alkalmazsuk eseteit az albbi tblzatban (2.2. tblzat) foglaltuk ssze.

A pldnkban szerepl alkatrsz felttelezheten csavarktssel lesz rgztve valamilyen alaphoz. gy megfogsknt vlaszthatjuk a Fixed tpust, s jelljk ki az alkatrsz kt furatt az albbi, 2.12. bra szerint.


21

Restraints Type Megfogs tpusa (s alkalmazsa)

Fixed

A Fixed tpus megfogs rgzti a kivlasztott elemeket. Felletek, lek s forgstengelyek rgztsre van lehetsg. A program nem fogja engedni a kivlasztott elemek elmozdulst s elfordulst egyik irnyban sem.

Symmetric A Symmetric tpus megfogs meggtolja a sk fellet brmely pontjnak norml irny elmozdulst. A pontok csak a fellet mentn mozdulhatnak el.

Non-Sliding Face

A Non-Sliding Face (csszsmentes) tpus megfogs meggtolja a sk fellet brmely pontjnak az elmozdulst a sk fellet mentn, de megengedi a fellet normlis irnyba trtn elmozdulst.

Sliding Face

A Sliding Face tpus megfogs meggtolja a sk fellet brmely pontjnak a fellet normlis irnyba trtn elmozdulst, de a sk fellet mentn trtn elmozdulst megengedi. Ez a felttel nagyon hasonl a Symmetric tpushoz.

Prescribed

A Prescribed tpus megfogs segtsgvel elrhatjuk egy elem mozgst, egy megadott irnyban, egy meghatrozott rtkkel. A megfogsi irnyok meghatrozsnl a geometria referencia irnyai a mrvadak.

No Translation A No Translations tpus megfogs az X-, Y-, s a Z- irny elmozduls komponenseket nulla rtkre lltja be.

No Rotation A No Rotation tpus megfogs a kivlasztott referencia koordinta rendszer X-, Y-, s egy Z- forgstengelyek elfordulst null rtkre lltja.

2.2. tblzat. Megfogs tpusok s jelentsk

2.12. bra. Megfogs kijellse az alkatrszen


22

Amennyiben mg szeretnnk ms tpus megfogs knyszert is alkalmazni, gy ismteljk meg a folyamatot.

2.3.4. Terhels megadsa A megfogsok rgztse utn meg kell adni az alkatrsz terhelst. A funkci elrshez

kattintsunk jobb egrgombbal a Loads/BC mezjre, s a megjelen helyi rzkeny menbl vlasszuk ki a Load (terhels7) parancsot (2.13. bra).

2.13. bra. Terhels definilsa

A megjelen prbeszdablakban (2.14. bra) kivlaszthatjuk a terhels tpust. Az egyes tpusokat, valamint a magyar megfelelket az albbi, 2.3. tblzatban foglaltuk ssze.

Load Type Terhels tpusa Force Er

Torque Csavar nyomatk Moment Nyomatk

Uniform Pressure llandsult nyoms

2.3. tblzat. Terhels tpusok s jelentsk

A tpus kivlasztsnak fggvnyben vltoznak meg a prbeszdablakban a tovbbi belltsi lehetsgek. A Force kivlasztsa esetn pldul bellthatjuk a mrtkegysgt s megadhatjuk az er rtkt. Ekkor alapesetben a felletre merleges irny ert definiltunk. Amennyiben a prbeszdablak fels-kzps rszn a Directional (irnytott) mezt tesszk aktvv egrkattintssal, lehetsg nylik az er X-, Y-, s Z- irny komponenseinek megadsra (2.14. bra).


23

2.14. bra. Terhels prbeszdablak s a belltsi lehetsgek Vlasszuk a pldnkban a norml irny er megadst, az er rtkt

(1000 N) rjuk a prbeszdpanel megfelel helyre, majd kattintsunk arra a felletre, amelyre a terhelst definilni akarjuk (2.15. bra).

2.15. bra. Terhels helynek kijellse az alkatrszen

Abban az esetben, ha ugyanezt az ert tbb felletre is definilni szeretnnk, az egyes felletek kivlasztsa kzben tartsuk nyomva a Ctrl gombot. Ha egy msik felletre egy msik errtket szeretnnk megadni, ismteljk meg a terhels megads mveletet.

2.3.5. A modell hlzsa A vgeselem mdszer lnyegbl fakadan a fizikai jellemzk eloszlsnak

meghatrozshoz a geometriai modellt fel kell osztani vges szm (pldul hromszg) elemre. Tetszlegesen bellthat, hogy milyen srsggel vgezzk ezt a felosztst. Ennek csak a gp kapacitsa, valamint a futtatsi id szab korltot. A mszaki gyakorlatban azonban nincs rtelme tl kicsi elemekkel dolgozni, hisz az anyagjellemzkben lv hiba lnyegesen, nagysgrendekkel meg fogja haladni a modellptsbl szrmaz hiba nagysgt. A tl kevs elemszm viszont nagy pontatlansgot eredmnyezhet a modellben. A mrnk feladata teht az, hogy j mszaki rzkkel eldntse, hogy az adott feladat esetn milyen elemszmmal lehet


24

jl hasznlhat eredmnyre jutni. A kevsb gyakorlottaknak rdemes tbb klnbz rtkkel a futtatst elvgezni.

Kattintsunk az egr jobb gombjval a 2.16. bra szerint a vizsglat-trtnet Mesh (hlzs) mezre, majd a helyi rzkeny menbl vlasszuk ki a Create (alkot) parancsot.

2.16. bra. Vgeselemes hl generlsa A megjelen prbeszdpanelben (2.17. bra) bellthat a hlzs finomsga. Az

elemmret rtkre egy krlbelli kzprtket knl a rendszer, ez az egr segtsgvel finomthat a Fine felirat irnyba, vagy durvthat a Coarse felirat irnyba. A Global Size (Teljes mret) mezben pontos rtk is megadhat. Ezt abban az esetben rdemes hasznlni, ha sszehasonlt vizsglatot szeretnnk vgezni. A trs rtkt is tetszlegesen bellthatjuk.

2.17. bra. A hlzs prbeszdablakai 2.18. bra. Sikeres hlzs zenetablaka

Ez az a rsze az analzisnek, ahol a gyakorlati tapasztalat sokat segthet. Vlasztanunk kell egy arany kzputat, a szmts pontossgt, illetve a szmts hardver- s idignyt illeten. Az els futtatskor rdemes a gp ltal kijellt rtkeket elfogadni. A sikeres hlzst a


25

kpernyn megjelen 2.18. bra mutatja. A modellre ezzel egy idben egyenletesen elrendezett, hromszg alak hl kerl (2.19. bra).

2.19. bra. Behlzott alkatrsz

Itt kell megemlteni azt a lehetsget, hogy a tervez a kritikusnak tlt rszeken tetszleges mrtkben srtheti a hlzst. gy a szmtgp kapacitsval gazdasgosan lehet bnni, de megadatik annak a lehetsge is, hogy a futtats megfelel pontossg eredmnyt adjon szmunkra. Ez a funkci a hlzs eltti megfelel belltsokkal rhet el. Kattintsunk a jobb egrgombbal a Mesh (hlzs) mezre, s a helyi rzkeny menbl vlasszuk ki a Apply Control (vezrls alkalmazs) pontot (2.20. bra).

2.20. bra. A hlzs belltsi lehetsgei A parancs hatsra megjelen prbeszdpanelen bellthat a finomtott elemmret rtke

s mrtkegysge, majd az alkatrsz megfelel felletre, lre, vagy pontjra (leire, felleteire, pontjaira) kattintva definilhat az a hely, ahol a finomabb felbontssal kvnjuk a programot futtatni.


26

2.21. bra. A hlzs vezrls prbeszdpanel

A Mesh Control (hlzs vezrls) prbeszdpanel meghatrozza a kivlasztott rsz (rszek) elemmrett s az tviteli paramtereket. A Mesh Control (hlzs vezrls) mveletet alkalmazhatjuk pontra, lre, felletre, vagy akr egy szerels komponenseire is. Az Element Growth (elem kpzs) dobozban bellthatk az tviteli paramterek a Mesh (hlzs) prbeszdpanel globlis elemmrete s a helyi finomtott elemmret kztt.

A prbeszdablak kitltse, valamint az egyik furat kivlasztsa utn megismtelve a hl generlst, az albbi (2.22. bra) szerinti eredmnyt kapjuk.

2.22. bra. A hlzs finomtsa az alkatrszen

2.3.6. A vgeselem program futtatsa A paramterek belltsa utn nem marad ms htra, mint a program szmt

algoritmusnak elindtsa. Ez a Study nevre trtn jobb egrkattints hatsra megjelen helyi rzkeny menbl, a Run (futtats) parancs kivlasztsval trtnhet (2.23. bra). Ez a funkci az eddig ismertetett funkcikhoz hasonlan elrhet a Define (Meghatroz) men Run (futtat) menpontjrl is.


27

2.23. bra. A futtats parancs indtsa 2.24. bra. A futtats eredmnye

A futtats kvetkeztben a vizsglat trtnett tartalmaz tblzat kiegszl nhny sorral (2.24. bra). A program kiszmolja, s egrkattintssal megtekinthetv vlik a feszltsgeloszls (Stress), az elmozduls mez (Displacement), a nyls (Strain) s a Deformci (Deformation).

A futtatson kvl a 2.23. bra szerinti helyi rzkeny menben lehetsg nylik pr hasznos opci elrsre. Az Export (kivitel) menpont segtsgvel az eddig elkszlt munkt elmenthetjk ms vgeselem programok ltal olvashat formtumba. A lehetsgeket az albbi, 2.4. tblzatban foglaltuk ssze.

Export lehetsgek a DesignSTAR 3.0-ban COSMOS Files (.geo)

ANSYS Files (.ans) NASTRAN Files (.dat) PATRAN Files (.neu) IDEAS Files (.unv)

2.4. tblzat. Export lehetsgek a DesignSTAR 3.0-ban Megjegyzend, hogy az export fjlok csak akkor lesznek ms vgeselem programok ltal

olvashatk, ha azok verziszma megegyezik. Klnbz verziszmok esetn az adattvitel bizonytalann vlik. Az egyes fjltpusok verziszmairl a kziknyvben, vagy a program terjesztjnl lehet pontosabb informcikat szerezni.

A helyi rzkeny men Report (jelents) pontja (2.25. bra) lehetv teszi, hogy a belltsokrl s futtatsokrl gyorsan ksztsnk egy internetes .htm kiterjeszts lapot, melyen a bemen paramtereken keresztl a futtatsi eredmnyeket tetszs szerint sszevlogatva feltntethetjk.

A helyi rzkeny men Properties (Tulajdonsgok) pontjban a futtats paramterei llthatk be. Amennyiben az alkatrsz statikus terhelse mellett a hmrsklet-klnbsg okozta feszltsgeloszlsra, illetve alakvltozsokra is kvncsiak vagyunk, - az egyb helyi hmrsklet definilsa mellett - a krnyezeti paramterek itt adhatk meg. Tbb alkatrsz


28

kontakt vizsglata esetn bellthat a srldsi tnyez rtke, valamint az, hogy figyelembe vegye-e a program a srldst.

2.25. bra. Jelents ksztse a vizsglatrl

Vgl a mrnk meghatrozhatja a megold algoritmust s annak paramtereit, amellyel szeretn, hogy a futtats trtnjen (2.26. bra). Alapesetben az FFE megold algoritmus az aktv, egyszer esetekre ez kivlan megfelel.

2.26. bra. A futtats paramtereinek belltsa

2.3.7. Az eredmnyek megjelentse Kzvetlenl a futtats befejezdse utn az eredmnyek azonnal megtekinthetk a

vizsglat-trtnet tblzatnak megfelel sorra val egrkattintssal. A feszltsgeloszlst a rendszer klnbz sznekkel jelli, pirossal a maximlis, kkkel a minimlis feszltsggel terhelt rszeket. A sznek pontos jelentst az bra jobb fels sarkban tallhat sznminta-jelmagyarzat tartalmazza (2.27. bra).


29

2.27. bra. A feszltsgeloszls

Hasonlan a feszltsgeloszlshoz, megtekinthetjk az elmozduls-mezt is (2.28. bra), melybl megllapthat, hogy az alkatrsz mely rsze szenvedi el a maximlis elmozdulst. Az bra bal fels sarkban tallhat a jelmagyarzat mrtkegysge, valamint a Deformation Scale (deformci lptke). Ez az rtk az bra ltal mutatott s a valsgos deformci hnyadosa. Azrt van r szksg, mert a tnyleges alakvltozs az esetek dnt tbbsgben annyira pici rtkeket jelent, hogy nem lehetne rzkelni a modellen. Ezt az rtket termszetesen tetszleges rtkre mdosthatjuk.

2.28. bra. Az alakvltozs mez


30

A harmadik eredmnyknt kapott bra a fajlagos nyls rtke, melynl szintn az egyes sznek jelzik a megfelel rtkeket (2.29. bra).

2.29. bra. A fajlagos nyls eloszlsa

A negyedik brn pedig sznek nlkl csak a deformci, az alkatrsz viselkedse vizsglhat a terhels alatt (2.30. bra).

2.30. bra. Az alkatrsz deformcija

A vizsglat-trtnet utols Design Check (tervezs ellenrzs) mezjre kattintva a jobb egrgombbal, s a helyi rzkeny menbl kivlasztva a Define (meghatroz) parancsot, a


31

(2.31. bra) szerinti prbeszdpanelek kitltse utn megjelenthetk az alkatrsz azon rszei, melyek egy, az ltalunk definilt maximlis feszltsgi szintet meghaladjk.

2.31. bra. Tervezs ellenrzs prbeszdablakai

Be kell lltani, hogy milyen elmlet alapjn vizsglja a rendszer az alkatrszt, majd meg kell adni azt a maximlis feszltsget, melyet a szerkezet mkdse szempontjbl mr kritikusnak tlnk.

2.32. bra. Eredmny megjelents prbeszdablaka

Vgl a (2.32. bra) szerinti prbeszdablakban azt a jellemzt vlaszthatjuk ki, amelyet meg szeretnnk jelenteni az brn. A lehetsgeket az albbi tblzatban (2.5. tblzat) foglaltuk ssze.

Plot results Eredmny-grafikon Factor of safety distribution Biztonsgi tnyez eloszlsa

Non-dimensional stress distribution Dimenzi nlkli feszltsg eloszls Areas below factor of safety A biztonsgi tnyez als hatra

2.5. tblzat. Vlaszthat eredmny grafikonok


32

Ennek a funkcinak egyik lehetsges eredmnyre lthatunk pldt az albbi brn (2.33. bra).

2.33. bra. A tervezs ellenrzs eredmnye

2.3.8. Az eredmnyek megjelentsnek befolysolsa Amennyiben a vizsglat-trtnet tblzatban az egyes eredmnysorokra kattintunk az egr

jobb gombjval, s a megjelen helyi rzkeny menbl kivlasztjuk az Edit Definition (Definci szerkesztse) pontot (2.34. bra), a megjelen prbeszdablakokban az eredmny grafikon megjelensnek paramterei tetszlegesen mdosthatk.

2.34. bra. A megjelents mdostsnak lehetsgei

Bellthat pldul az eredmny jelmagyarzatban szerepl rtkek mrtkegysge, vagy az egyes feszltsgi irnyokban kialakul feszltsgek kln-kln megjelenthetk. Megadhat az, hogy a megjelentst az egyes csompontokban, vagy az elemen kialakul feszltsg alapjn vgezze a rendszer. Bellthatjuk, hogy csak szintvonal-szer megjelentst szeretnnk, vagy tnusozott-kitlttt brt (2.33. bra).

A Settings (belltsok) fl prbeszdablakban tbbek kztt definilhat egy minimlis s egy maximlis feszltsgrtk, melyek kztti feszltg-eloszls trkpt jelentse meg szmunkra a rendszer. Itt llthat t a deformci-arny rtke is. Kapcsolk segtsgvel


33

vezrelhet, hogy a megjelen eredmnyablakban milyen rtkek legyenek lthatak, s melyek legyenek rejtve (2.34. bra).

2.33. bra. Megjelents mdostsa 2.34. bra. Belltsok mdostsa

2.3.9. Mg egy rdekessg A terhels hatsra, az alkatrszben vgbemen folyamatok (feszltsgek, deformcik)

vizuliss ttelhez a Cosmos/DesignSTAR szoftver lehetsget biztost animci ksztsre is. Ez a funkci az eszkzsorrl rhet el (2.35. bra). A mozgs-szimulci az eszkzsor megfelel kapcsolival tetszlegesen lelassthat.

2.35. bra. Animci ksztse

Az animcirl, illetve az elkszlt kpekrl vide, illetve kpfjl kszthet a File (fjl) men Save Plot As (Grafikon mentse mint) parancsval. A megjelen prbeszdablak Fjl tpusok nev legrdl mezjben tbb formtum kzl vlaszthatunk (2.36. bra).

2.36. bra. Eredmny-brk, animcik mentse


34

3. PROENGINEER WILDFIRE ALAPOK

3.1. Bevezets

A programot a kvetkezkpen indthatjuk: Start men/Minden program/PTC/ ProENGINEER/proewildfire

A program indtsa utn a kvetkez kperny fogadja a felhasznlt:

3.1. bra: a ProENGINEER indt kpernyje

A munka megkezdse eltt els lpsben lltsuk be a munka knyvtr helyt. File/Set Working Directory (A dlt betvel szedett rszek a programban megjelen menkben s prbeszd ablakokban tallhat szvegrszletek).

Miutn a munkaknyvtr helyt megmutattuk, nyugtzzuk azt, az OK gomb megnyomsval. Ezek utn lehetsgnk nylik vlasztani, hogy milyen tpus munkt szeretnnk vgezni.


35

Ezt a belltst vgezhetjk el itt: File/New

3.2.bra: Modul vlasztsa

A megjelen ablakban, a megfelel modult kivlasztva, kezdhetjk el a tnyleges munkt.

A fontosabb modulok:

Sketch: Vzlat Part: Alkatrsz Assembly: Szerels Manufacturing: Gyrts Drawing: Mszaki rajz

A part, assembly, manufacturing moduloknl, almodulok is vlaszthatk, de ezekre a jegyzet korltai miatt nem trnk ki.

A Name mezben irhatjuk be a ltrehozand fjl nevt. Alaprtelmezsknt prt0001.prt-t knl a program.


36

A nv megadsa utn a kvetkez kp fogad bennnket:

3.3.bra: A part modul

A modellek elksztse eltt nhny egyszer mvelet a program kezelshez.

Elforgats: Vgezhetjk, ha nyomva tartjuk az egr kzps gombjt, mikzben mozgatjuk az egeret.

Eltols: Shift + egr kzps gomb + egr mozgatsa a kvnt irnyba.

Nagyts s kicsinyts: Ha a szmtgphez hasznlt egr rendelkezik grgvel, akkor azzal nagytani s kicsinyteni lehet a lthat kpet. Ha nincs grg akkor: Ctrl + egr kzps gomb + egr mozgatsa fel s le. Le: nagyts, fel: kicsinyts.

A referencia skok eltntetse a jobb lthatsg kedvrt: View/Shade vagy Shift + Ctrl + egr kzps gomb. Visszallts: View/Repaint vagy Shift + Ctrl + egr kzps gomb.

Kls modul regisztrlsa

Tools/Auxiliary Applications. Erre az opcira szksg lehet a VEM program s a CAD program kzti kapcsolat ltrehozsakor, ha az a telepts utn nem jn ltre (Regisztrls utn a mensorban megjelenik egy j men pl: ANSYS 8)


37

3.2. Alkatrsz ltrehozsa

Az legalapvetbb parancsok hasznlata hrom egyszer plda segtsgvel kerl bemutatsra: egy trcsa, egy hatlapfej csavar s egy hatlap anya megrajzolsval. Majd pedig ezeknek az sszeszerelsvel foglalkozunk melynek eredmnyeknt egy tengelykapcsolt kapunk. Ezen a szerelt egysgen az ANSYS VEM program alapjai kerlnek bemutatsra.

3.2.1. Revolve Tool Forgatott kihzs (anyag hozzads vagy anyag elvtel)

1. lps: Rajzoljuk meg a tengelykapcsol trcsjt.

A rajzelemek kzl vlasszuk ki a Revolve Tool parancsot. A parancs segtsgvel egy tengely krl skidomot megforgatva hozhatunk ltre testeket,

vagy ppen vghatunk ki rszeket testekbl. Kattintsunk a fenti ikonra. j mensorral bvl az eddigi kp (3.4.bra):

3.4. bra: A Revolve Tool tovbbi opcii

Ebbl a menbl a ikont vlasztva jellhetjk ki a referencia skok kzl azt, amelyikre a megforgatni kvnt skidomot akarjuk rajzolni. Vlasszuk a Right skot, majd pedig a Sketch gombot. Ekkor a vlasztott sk szembefordul velnk. Ki kell vlasztani egy referencit, amelyikhez kpest a skidom mrett meg akarjuk adni. Vlasszuk a Front-ot. majd fogadjuk el ok-val, ezutn vlasszuk a Close gombot.

A rajzelemek segtsgvel hozzuk ltre a kvetkez skidomot: (3.5 bra)

3.5. bra: A forgatni kvnt skidom mretei


38

Az egyes tvolsgok nagysgt meg tudjuk vltoztatni brmikor, ha mretszmokra

kettset kattintunk. Ide akr matematikai mveletekkel is bevihetnk adatokat, pl.: 200/2. Ekkor 100 jelenik meg mretknt.

A kvetkez lpsben adjuk meg a forgats tengelyt.

Kattintsuk a vonal melletti kis nylra, melynek hatsra jabb hrom lehetsg kerl elnk

, ebbl vlasszuk ki a szaggatott vonalat, mellyel rajzoljunk kzpvonalat. Kt pontot kell megadnunk, melyeken a kzpvonal keresztlmegy. Legyen ez

a 150mm hossz szakasz kt vgpontja. Ezek utn vlasszuk a -t (kk pipa) s

nyugtzzuk a mveleteket (zld pipa).

Mindezek utn az eredmny (3.6. bra):

3.6. bra: A forgats eredmnye

3.2.2. Extrude Tool - Kihzs 2. lpsknt ksztsnk a trcsa agyrszbe egy 50mm tmrj furatot s egy

reteszhornyot.

Hasznljuk az Extrude Tool-t (kihzs). Ezzel a paranccsal hasbot lehet kszteni az alapskidom megrajzolsval. Lehet anyag hozzadsa vagy elvtele is.

A trcsa homlokfellett kivlasztva alapsknak rajzoljunk egy 50mm tmrj krt, a referencia skok metszspontjba. Mikor kivlasztjuk a referencia skot, megjelenik egy srga nyl a kontrvonal mentn. ezzel a kihzs irnyt tudjuk megadni. Rkattintva a nyl megfordul ezzel a kihzs irnya is mdodul. Innentl a skidom megrajzolsa ugyanazokat a lpseket kveteli, mint az elz pontban. Referencia legyen a Front sk.

Fogadjuk el a megrajzolt krt . Majd adjuk meg a kihzs hosszt, rjuk be a szksges mretet. A kinyl menbl is vlaszthatunk a kihzs hosszt illeten. Ezek sorban a kvetkezk (fellrl-lefel): adott hosszsgon; a rajz skjtl mindkt oldalra, azonos tvolsgra; a kvetkez skig; minden anyagon keresztl; adott skig, adott pontig, vagy grbig.


39

3.7. bra: Az Extrude Tool belltsi lehetsgei

Vlasszuk a minden anyagon keresztli kihzst. Ezek utn meg kell adnunk azt, hogy a

kihzs anyagot tvoltson el, ezt a gombbal tehetjk meg. A gomb megnyoms utn ismt egy srga nyllal talljuk szembe magunkat. Ezzel adhatjuk meg, hogy a megrajzolt skidom melyik oldaln legyen az anyag eltvoltva. Ahhoz, hogy furatot hozzunk ltre a

nylnak a kr kzppontja fel kell mutatnia. Ezek utn nyugtzzuk a belltsokat . Az eredmny a kvetkez:

3.8. bra: Az elkszlt furat

Ksztsk el a reteszhornyot, a 3.9. brn szerepl adatokkal. Vlasszuk a Protrusion Tool-

t, a referencik kivlasztsnl jrjunk el az elzhz hasonlan. A parancs segtsgvel. Rajzoljunk egy tetszleges mret ngyszget, ezutn pedig a mr ismertetett mdon lltsuk be a szksges mreteket. A horony fusson vgig az egsz furaton.


40

3.9. bra: A reteszhorony mretei

Az eredmny a kvetkez:

3.10. bra: Az elkszlt reteszhorony

Immron hrom feature-t ksztettnk el.. Ezek utn nzzk meg hogy lehet mdostani adatokat a mr ltrehozott feature-n.

3.2.3. Mretek megvltoztatsa A feladat legyen a kvetkez: vltoztassuk meg a trcsa homlokfelletnek tmrjt

200mm-rl 180mm-re.

A bal oldali oszlopban vlasszuk ki azt a feature-t amelyben ltrehoztuk a trcsa homlokfellett (az els). Ekkor a Protrusion felirat kk htteret kap, a modellen pedig megjelenik a kontrja piros vonallal. Az egr jobb gombjval kattintsunk a kk httrrel rendelkez Protrusion feliratra.


41

Ekkor megjelenik egy helyi men.

3.11. bra: Meglv Feature mdostsa

A menbl vlasszuk az Edit Definition pontot. Majd kattintsunk a gombra, ezutn pedig vlasszuk a Sketch gombot. Az ltalunk mr megrajzolt skidom megjelnik elttnk s a 100mm-es mretet rjuk t 90mm-re. A mret mdostst szintn ketts kattontssal tudjuk elrni, m most egy prbeszdablak jelenik meg.

3.12. bra: Mret mdostsa

A 100.00 rtket tartalmaz mezbe kattintva trhatjuk a mretet 90-re, majd fogadjuk el

a mdostst a kattintva. Vgezzk el a mveleteket! Ezzel megtrtnt a skidom

mdostsa. Nyomjuk meg a gombot, ezutn fogadjuk el a Sketch mdostst az Ok

gombbal, majd fejezzk be a feature-t a gombbal.


42

3. lpsknt hozzunk ltre 4db furatot a trcsa homlokfelletn 125mm tmrj krn. A vgrehajtand lpsek nem kerlnek rszletes ismertetsre. Az elz pontok analgijra plnek.

A lpsek:

Extrude Tool

A kihzs hossznak megadsa

Sk vlasztsa

A sk megmutatsa

A kihzs irnynak megadsa (srga nyl belltsa)

A Sketch gomb lenyomsa Referencia kivlasztsa (Front)

Ha mindezeken tl vagyunk meg kell szerkeszteni a 4db furat kzppontjt.

Rajzoljunk egy 125mm tmrj krt, a referencia skok metszspontjbl kiindulva. A kr s a referencia skok metszspontjaiba helyezznk el egy-egy 20mm tmrj krt.

3.13. bra: Az sszekt csavarok furatainak mretmegadsa

Majd trljk ki a 125mm-es krt. A trls mdja a kvetkez. Vlasszuk ki az egrmutatval a krt, majd nyomjuk a billentyzeten a Delete billentyt.

Fejezzk be a szerkesztst a gombbal. Majd Ok gomb. Adjuk meg, hogy

anyageltvolts legyen . Nyugtzzuk az adatokat a gombbal. Az eredmny a kvetkez brn lthat


43

3.14. bra: A 4db elkszlt furat

3.2.4. Chamfer Tool, Round Tool - Letrs, Lekerekts 4. lpsknt lssuk el az alkatrszt letrsekkel, a kls leken s a furatok mindkt vgn,

majd tegynk lekerektst az agyrsz s a trcsarsz tmenetre:

Letrsek legyenek 1x45, a lekerekts R8.

Hajtsuk vgre a kvetkez lpseket:

Letrsek ksztshez a Chamfer Tool-t kell hasznlni . Vlasszuk ezt a parancsot. A megjelen j menbl pedig a Set pontot, ezzel egyszerre tbb l kijellhet s akr mindhez kln letrsrtket adhatunk meg.

3.15. bra: A Chamfer Tool belltsi lehetsgei

lltsuk be a letrs nagysgt a D mez utn ll szm mdostsval (legyen 1mm). Mutassuk meg egyesvel azokat az leket, melyeket letrssel szeretnnk elltni. Minden len azonnal megjelenik a letrs.


44

Az eredmny a kvetkez:

3.16. bra: A letrseket tartalmaz lek

Majd fogadjuk el a belltsokat a -val

Hozzuk ltre a lekerektst a Round Tool segtsgvel A hasznlata nagy hasonl a Chamfer Tool hasznlathoz. Meg kell mutatnia a

lekerektend lt, majd megadni a lekerekts sugart s elfogadni a belltsokat.

3.17. bra: A lekerekts helye az alkatrszen

A tengelykapcsol trcsi utn ksztsk el a trcskat egymshoz rgzt csavarktseket. Ehhez kt alkatrszre van szksg. Az egyik a hatlapfej csavar M18x70 mretben, a msik a hatlap anya M18 mretben.


45

A hatlapfej csavar elksztsnek rszletezsre a jegyzet korltai miatt nem kerl sor, csak a vgrehajtand mveletek felsorolsa trtnik meg.

1. Egy j modell ltrehozsa File/New/Part 2. Egy 18mm tmrj, 90mm hossz henger elksztse. Extrude Tool 3. A henger egyik vgre egy 15mm magas hatszg alap hasb ksztse. A hatszg

cscsai egy 30mm tmrj krn legyenek. Extrude Tool 4. a szabadon maradt hengervg lnek letrssel val elltsa. 1.5x45. Chamfer Tool 5. A hatlapfej lesarktsnak ltrehozsa (20-os szgben). Revolve Tool

A hatlap anya elksztsnek rszletezsre a jegyzet korltai miatt nem kerl sor, csak a vgrehajtand mveletek felsorolsa trtnik meg.

1. Egy j modell ltrehozsa File/New/Part 2. Egy 15mm magas hatszg alap hasb ksztse. A hatszg cscsai egy 30mm tmrj

krn legyenek. Extrude Tool 3. A hasb kzepn ltrehozni egy 18mm tmrj tmen furatot. Extrude Tool 4. A furat lnek letrssel val elltsa. 1.5x45 Chamfer Tool 5. A hatlapfej lesarktsnak ltrehozsa (20-os szgben). Revolve Tool Az eredmny:

3.18. bra: Az elkszlt alkatrszek kpe

3.3. sszeszerels

Minden alkatrsz ksz, hogy a tengelykapcsol sszeszerelhet legyen

Az sszeszerels, gynevezett knyszerek hasznlatn alapul. A knyszereket skok, felletek, egyenesek s pontok kztt rtelmezzk. A knyszerek hasznlatval az alkatrszek egymshoz viszonytott helyzett tudjuk meghatrozni. Az sszeszerelskor fontos figyelembe venni a szerkezet majdani mkdst, mert csak olyan helyen alkalmazhatunk knyszert, ahol a valsgban is jelentkezne. Ez a mi ltalunk ksztett tengelykapcsol esetn a kvetkezket jelenti.


46

A tengelykapcsol ktfle mdon mkdhet:

- Srlds ltal viszi t a nyomatkot, az sszeszort ert a csavarok meghzsa biztostja. A csavarok ignybevtele hzs, a trcsk pedig felleti nyoms

- A csavarok palst fellete viszi t a nyomatkot, ezltal az ignybevtelk nyrs lesz.

A kvetkezkben a tengelykapcsol sszeszerelsnek rszletes lersa kvetkezik.

1. lps egy j Assembly ltrehozsa. File/New/Assembly

2. lps az egyik trcsa beillesztse az res Assembyl-be. .

3. A megjelen megnyits ablakban mutassunk r a trcst tartalmaz fjlra, majd Open. Megjelenik elttnk egy prbeszdablak amely az alkalmazand knyszerek belltst kri tlnk. Az els elem beillesztse esetn legtbbszr hasznlhatjuk az Automatic opcit, mint a knyszer tpust.

3.19. bra: Knyszer kivlasztsa


47

Tovbbi lehetsgek: Mate:

Skok illeszts, a kivlasztott skokat egymssal szembe fordtva helyezi el, a kzttk lv tvolsg megadhat.

Align: Skok illesztse olyan mdon, hogy a kivlasztott skok egy skba kerljenek (a kzs sk azonos oldalra kerl anyag). A kzttk lv tvolsg megadhat.

Insert: Henger felletek illesztsre szolgl.

Tangent rint knyszer, hengerpalst s sk kztt.

4. lpsben hajtsuk vgre az els elem beillesztst.

5. lps: illesszk be a msik tengelykapcsol flt is. Mivel a kt tengelykapcsol fl ugyanaz, ezrt ugyanazt a fjlt kell hasznlnunk, mint az elz esetben. Az itt alkalmazand knyszereknl mr krltekintssel kell eljrnunk.

A tengelykapcsol trcsjnak homlokfellett kell knyszerrel egymshoz kapcsolni. Hajtsuk vgre ezt, a kvetkez mdon.

- helyezzk be jbl a tengelykapcsol felet.

3.20. bra: Az els kt elem beillesztse utn

A Component Placement ablakben a knyszer tpusnl vlasszuk a Mate opcit. Ezutn vlasszuk ki a msodiknak beillesztett alkatrsz homlokfellett (ha az egr

mutatt fl visszk a kontr kk, kivlasztskor pedig piros), majd pedig az els elem homlokfellett. Az eredmny a kvetkez


48

3.21. bra: A Mate knyszer alkalmazsa utn

Ezzel az egy knyszer megadsval mg nem rtnk clhoz, hiszen az alkatrszek pozcija mg nem megfelel. A j pozci belltshoz az Align tpus knyszer segtsgvel jutunk el. Ezzel a tpussal illesszk ssze a reteszhorony egyik oldalfellett. Majd ezutn jbl az Align tpus knyszerrel a reteszhorony homlokfellett illesszk. Az eredmny:

3.22. bra: Az Align knyszer alkalmazsa utn

6. lpsben a furatokba illesszk be a hatlapfej csavarokat.

A beillesztst az Insert tpus knyszerrel kell vgrehajtani. Vlasszuk az j elem

beillesztst . Majd vlasszuk ki az M18x70 csavart tartalmaz fjlt. A Component Placement ablakban vlasszuk az Insert tpus knyszert. Mutassunk r a csavar palstjra, majd pedig, a tengelykapcsol trcsjn lv egyik furatra. A csavar mr egytengely a furattal, de mg nincs a helyn. A helyre a Mate tpus knyszerrel illesszk be. A csavar fejnek als skjt kapcsoljuk hozz a trcshoz. Figyeljnk a tvolsg megadsra! (rtke legyen 0). Vgezzk el a mveleteket a msik hrom csavar esetn is. Az eredmny a kvetkez.


49

3.23. bra: A csavarok beillesztse utn

7. lpsben illesszk be a hatlap anykat is. A csavarok furatait az Insert knyszerrel kapcsoljuk a csavarszrakhoz, majd pedig a Mate knyszerrel a trcshoz. Ezzel a tengelykapcsol sszeszerels elkszlt. Mentsk le az sszelltst.

3.24. bra: Az sszeszerelt tengelykapcsol

Az sszeszerels egy lehetsges msik mdja:

Helyezzk az res sszelltsba a tengelykapcsol egyik felt, ugyangy, mint az elz sszellts esetn. Helyezzk be a ngy darab hatlapfej csavart a furatokba ugyangy, mint az elzekben. Ezek utn helyezzk be a hatlap anykat gy hogy a hatlapfej csavar fejtl 50mm tvolsgra legyen. Mindezek utn helyezzk be csak a msik felt a tengelykapcsolnak. A beilleszts sorn a kt tengelykapcsol fl kztt ne hozzunk ltre kzvetlen kapcsolatot, csak a mr beillesztett csavarokhoz s anykhoz kapcsoldjon. A kapott eredmny ugyanaz mint az elz esetben.


50

3.4. ANSYS DesignSpace 8.0 VEM szoftver alapjai

A program indts a CAD rendszeren keresztl a legegyszerbb. Ekkor a modell geometrijnak VEM programba val ttltse automatikusan megtrtnik. s a kvetkez kp fogad:

3.25.bra: ANSYS DesignSpace 8.0 indts utn

A kperny rszei:

A fels mensor nhny fontosabb kapcsolja

Balrl haladva a 3-as elem: pont kivlasztsra ad lehetsget

4.: l kivlasztsra ad lehetsget

5.: sk vagy fellet kivlasztsra ad lehetsget.

6.: test kivlasztsa

8.: forgats

9.: eltols

10.: nagyts kicsinyts, nyomva tartva a bal egrgombot majd az egeret fel vagy le mozgatva, trtnik a nagyts vagy kicsinyts.

11.: Rszlet nagytsa, A bekeretezett terlet teljes ablaknyira nagytva kerl megjelentsre.

12.: A teljes modell kitlti az ablakot.

13.: Drtvz modellre vlts

3.26. bra: Mensor rszlet


51

3.4.1. Szerkezeti fa elemei:

3.27. bra: Szerkezeti fa

Model: Geometry:

A CAD modell geometriai tulajdonsgait tartalmazza (Zld pipa a szimblum eltt, azt jelenti, rendben van)

Contact: A CAD modell elemei kzti knyszereket tartalmazza.

Mesh: Hlzs: Alap llapotban egy srga villm van a szimblum eltt, ez azt jelenti hogy mg elksztsre vr. A ltrehozst megtehetjk itt rgtn, vagy akr a peremfelttelek meghatrozsa utn is. Ha rgtn el akarjuk vgezni adjunk egy jobb kattintst a Mesh szvegrszre majd a helyi menbl vlasszuk ki a Preview Mesh lehetsget. A program ezek utn elkszti a vgeselem hlt.

Az eredmny:

3.28. bra A hlzs (Mesh) eredmnye


52

Environment: Itt llthatk be a peremfelttelek. A peremfelttelek alatt rtjk a megfogsokat s a

terhelseket. Az Environment szvegrszre jobb kattintst adva a helyi menbl vlasszuk az Insert opcit. Ekkor egy hossz men jelenik meg, amibl vlogathatunk a peremfelttelek kzl.

3.29. bra: Az Environment belltsai

Nzznk meg nhnyat kzlk.

Terhelsek:

Acceleration: Gyorsuls Standard Earth Gravity: A Fld gravitcis hatsa. rtke adott, irnyt mdostani lehet. Rotation Velocity: Forgsi sebessg vagyis szgsebessg. Pressure: Nyoms Force: Er Moment: Nyomatk Megfogsok:

Fixed Support: Fix megfogs, skon rtelmezhet Cylindrical Support: Hengeres rgzts, hengerfelleteken rtelmezhet.

Ha a terhelsek s a megfogsok paramtereit megadtuk, elttk egy-egy zld pipa jelenik meg. Mindaddig, mg eltte krdjel tallhat, a peremfelttel nem rgztett. A megolds nem hajthat vgre

Solution: Itt kell megadnunk azt, hogy mit krnk a vgeselem szoftvertl.

A Solution szvegrszre egy jobb kattintst adva megjelenik egy helyi men, melybl az Insert opcit vlasztva jutunk a klnbz megoldsokhoz.


53

3.30. bra: A lekrdezni kvnt eredmnyek megadsa

Stress: Feszltsg (Mechanikai [Pa]) Deformation: Alakvltozs [m]

Nzznk pldkat knyszerek s terhelsek modelleken trtn elhelyezsre.

Fixed Support elhelyezse: Adjunk jobb kattintst az Environment feliratra, vlasszuk ki az Insert opcit, majd pedig a Fixed Support-ot. Ezutn vlasszuk ki a megfogni kvnt felletet, majd fogadjuk el a belltst az Apply gombbal. Ha mindent jl csinltunk a megfogs eltt megjelenik egy zld pipa.

Cylindrical Support elhelyezse: Ugyanazokat a mveleteket kell vgrehajtani mint az elz esetben, annyi klnbsggel, hogy hengerfelletet kell megadnunk sk fellet helyett.

Pressure: Nyoms. Vlasszuk ki a felletet melyre nyomst szeretnnk mkdtetni., majd hagyjuk jv az Apply gombbal. Ezutn adjuk meg a nyoms rtkt Pa-ban.

Force: Er. Vlasszuk ki a felletet melyen az ert szeretnnk mkdtetni. Fogadjuk el a kijellst az Apply gombbal, majd adjuk meg az er rtkt N-ban. Pozitv rtk esetn az er a felletbl merlegesen kifel mutat.

Moment: Nyomatk. Vlasszuk ki a felletet melyen az nyomatkot szeretnnk mkdtetni (itt valamilyen hengerfelletet rdemes vlasztani). Fogadjuk el a kijellst az Apply gombbal, majd adjuk meg a nyomatk rtkt Nm-ben. A forgats irnya az rtk eljeltl fgg.

3.4.2. A tengelykapcsol vizsglata ptsk fel a tengelykapcsolra vonatkoz FEM vizsglatot.

A geometria mr adott, hiszen a CAD rendszerbl tkerlt. Nzzk meg a Contact ban, hogy a kt trcsa homlokfelletei kzt van e knyszer.


54

3.31. bra: A CAD szoftver ltal ltrehozott kapcsolatok mdostsa

A 3.31. brn lthat, hogy igen. Erre a kontaktra a vizsglathoz nincs szksgnk, ezrt azt tegyk rvnytelenn a Suppress opcival. Ekkor a kontakt eltt lv zld pipa, kk x-re vlt. Ezzel rvnytelentettk a knyszert. Minden egyes knyszer tpusa mdosthat. t klnbz rintkezsi lehetsget knl a program. A vltoztatshoz gy juthatunk, hogy a contact vlasztsa utn a definition pontban a type opcinl vlasztunk (3.32 bra). A vlasztsi lehetsgek a kvetkezk:

3.32. bra: A contact tpusnak mdostsa

Bonded: Mintha a kt fellet ssze lenne ragasztva. Minden irny terhels taddik. Alapesetben minden kapcsolat ilyen jelleggel rendelkezik.

No Separation: A felletek elvlsa nem lehetsges, hasonlan az elz opcihoz. A felletek kis mrtk elmozdulsra kpesek az rintkezs mentn.

Frictionless: Srldsmentes kapcsolat. Sztvls ltrejhet, ekkor a felleti nyoms rtke zrus. Szabad mozgst engedlyez. Nem lineris megoldsra vezet, a felletek alakvltozsai miatt.


55

Rough: Surldsi tnyez megadsa szksges a kt fellet kztt, elmozdulst nem engedlyez.

Frictional: A valsgot legjobban kzelt kapcsolat. Srldsi tnyez megadsa szksges. Ha a felletek kztt kialakul az elmozdulshoz szksges hats, akkor kpesek elcsszni egymsaon.

A surldsi tnyez megadsa:

Ha olyan tpus contact kerl kivlasztsra, melynl szksges a megadsa a type opci fltt megjelenik egy frictional coefficient opci is, ezt kitltve adhatjuk meg az adott anyagprostsra rvnyes tnyez rtkt.

Ezek utn hozzuk ltre a vgeselem hlt. Mesh/ Previw Mesh.

Adjuk hozz a knyszereket s a terhelseket. A tengelykapcsoll feleket terheljk meg 1000-1000 Nm nyomatkkal. A surldssal elltott felleteket, pedig szortsuk ssze kt er segtsgvel (10000-10000N). Ez a kt ers szemllteti a csavarok meghzsbl szrmaz sszeszort ert. Az eredmny a kvetkez a 3.33.brn lthatk. A kt tengelykapcsol fl kztt legyen surldsos kapcsolat =0,15 rtkkel.

Ha szeretnnk sszehasonlt vizsglatokat vgezni, egy modell tbb terhelsi llapota kztt, akkor azt knnyedn megtehetjk, ugyanis tudunk msolatot kszteni a modellrl, terhelsekkel s megfogsokkal egytt. A kvetkez mdon juthatunk el a msolathoz: Jobb kattints a Model feliratra majd vlasszuk a Duplicate opcit.

3.33. bra: Megfogsok s terhelsek elhelyezse

Lthatk a megfogs s a terhelshez megadott felletek.

A megoldsok kzl vlasszuk ki a Stess/Equivalent Stress-t s a Deformation/Total Deformnation-t.

Ezzel ksz a vgeselem program a szmtsra. Kattintsuk egyet az egr jobb gombjval a Model feliratra, majd vlasszuk ki a Solve opcit. A program elindtja a megoldst. Ezutn nincs ms dolgunk csak trelmesen vrni az eredmnyekre. Miutn a szmtsok elkszltek a


56

Equivalent Stress s a Total Deformation eltt lv srga villmok, zld pipra vltanak. Ha rkattintunk ezekre, megnzhetjk a kialakult llapotot.

Feszltsgek :

3.34. bra: A ltrejtt feszltsg megoszlsa

3.35. bra: A ltrejtt feszltsg megoszlsa az egyik fl elrejtsvel

A szerelt egysg alkatrszei eltntethetek hogy lthatak legyenek a takart rszek llapotai is. Geometry jobb klikk, Hide opci. Visszallts Geomery jobb klikk Show opci


57

Deformcik:

3.36. bra: A ltrejtt deformci megoszlsa

3.37. bra: A ltrejtt deformci megoszlsa az egyik fl elrejtsvel

A kp bal fels sarkban lthat skla segtsgvel mondhatjuk meg, hogy mekkora a krdses helyen a feszltsg vagy az alakvltozs. A sklra kattintva mdosthatjuk is azt. Megnvelhetjk mrett. A skla beosztst szabadon vltoztathatjuk a megjelen csszkk segtsgvel. Ezzel az eljrssal egy-egy sznt keskeny tartomnyba behatrolva, az alkatrszek tetszleges pontjban tudunk feszltsg, alakvltozs vagy brmilyen ms megolds rtket lekrdezni.


58

A megfogsok helyn kialakul tmaszt errendszer rtkei is lekrhetk a programtl. A munkaablak aljn tallhat flek kzl a Report Previw-ra kattintva, az elkszlt jelentsben megtallhatak.

A kapott eredmnyeket mozgkpben is megjelenthetjk a kvetkez gombok segtsgvel. Balrl jobbra haladva: elindts, megllts, lellts, ments.

3.38. bra: A szimulcis men

Az animci sorn azt lthat, amint a terhels nullrl a megadott rtkre n.

Engineering Data Ebben a mezben nagyon sokrt belltst vgezhetnk el. Pl: itt adhat meg az egyes

alkatrszek anyaga, s anyagmodellje. Egyszerre tbb anyaggal is megvizsglhat a modell viselkedse. A program nhny gyakran hasznlt anyag jellemzivel rendelkezik, de lehet teljesen tetszleges anyagot is vizsglni.


59

4. A VGESELEMES SZOFTVEREK PROGRAMOZSA, ITERATV MODELLEK Az eddigi fejezetekben ttekintettk a vgeselemes programok kialakulsnak,

fejldsnek nhny llomst, sszefondsukat a CAD- programokkal, valamint nhny konkrt programrendszer (Solid Edge + COSMOS DesignStar, valamint ProEngineer + ANSYS DesignSpace) pldjn keresztl bepillantst nyertnk a programok hasznlatba.

A trtneti ttekintsbl kitnik, hogy a vgeselemes programok fejldse a 2000. v tjkn kettvlt: elindult a CAD- rendszerekkel teljesen integrlt verzik fejlesztse, ami az addigi vgeselemes programok preprocesszornak eltnst eredmnyezte, a preprocesszor helyt pedig a adott CAD rendszer vette t; valamint megmaradt az eredeti, CAD- rendszerhez nem integrlt, sajt preprocesszorral rendelkez verzi fejlesztse is. Erre j plda a COSMOS/M rendszer, vagy az eredeti ANSYS rendszer.

A nem integrlt, eredeti verzik elnye, hogy olyan eljrsokat, beptett elemeket, mdszereket tartalmaznak s olyan analzis- fajtkat is lehetv tesznek, melyeket a CAD- rendszerrel integrlt verzik nem, vagy csak egyszerstett, szktett formban tartalmaznak. Ilyen pldul a fejlettebb dinamikai szolgltatsok (spektrum- analzis, harmonikus gerjesztsek, vletlenszer rezgsek vizsglata s ezek eredmnyeinek azonnali megjelentse a szoftver ltal ksztett diagramokban), multidiszciplinris analzis- lehetsgek (tranziens s stacionr hvezetsi feladatok, hmrsklet- fgg anyagjellemzkkel, egyes nemlinearitsi problmk, elektromgnessg, mezegyenletek vizsglata), ide sorolhatk a klnleges vgeselem- tpusok alkalmazsa (tbbrteg, szlerstses, rtegenknt vltoztathat anyagtulajdonsg szendvics- elemek, rintkezsi feladatokhoz hasznlt klnbz lgy rugelemek, rs- elemek, rdelemek a rcsos tartk s rdszerkezetek analzishez, hjelemek, stb.), valamint itt kell megemlteni azt is, hogy az eredeti vgeselemes verzik lehetsget adnak a

felhasznl ltal kifejlesztett, klnleges vges elemek definilsra is, a merevsgi mtrix elemeinek megadsval. Szintn ide tartozik a beptett programnyelv lehetsge is, mely az integrlt verzikban nincs meg, csak kvlrl, Visual Basic vagy C programnyelv segtsgvel programozhatak. A nem integrlt, eredeti verzikban meglv bels programnyelv lehetv teszi, hogy a modellt gy ptsk fel, mint egy programot, feltteles elgazsokat, vizsglatokat ptsnk be a modellpts menetbe, ezltal intelligensebb, tbb eset lersra alkalmas, vagy akr egy egsz szabvnysorozat, alkatrsztblzat, vlasztk- kszlet feldolgozsra is alkalmas modellt hozzunk ltre, melyet megoldva az add eredmnyekhez (feszltsgek, elmozdulsok, reakcierk, sajtfrekvencik, biztonsgi tnyezk, stb.) szintn ennek a programnyelvnek a megfelel utastsaival hozzfrhetnk, megvizsglhatjuk azokat s ha szksges, a mdostsokat is programszinten elvgezhetjk, majd jabb analzisre adhatunk utastst. Ezzel olyan modelleket hozhatunk ltre, melyek nmagukat fejlesztik, klnsebb beavatkozs nlkl a programjuk megrsa utn tbb analzist s vizsglatot is elvgeznek s iterlnak egy bizonyos kvnt rtkhez. gy olyan optimumszmtsokat vgezhetnk, melyekre nem ltezik elre definilt clfggvny vagy felttel- megadsi lehetsg (pl. festsi kltsg minimalizlsa, kltsgfggvnyek, hatsfok, surldsi vesztesgek, gazdasgossgi jellemzk, stb. optimlsa, felttelrendszerbe ptse). Nhny esetben nagyon fontos lehet, hogy a terhels jellege nem irnytart, hanem hidrosztatikus (pl. gtak, ermvek, tartlyok tervezse, silk, alakt technolgik modellezse, stb.). Ilyen hidrosztatikus terhels csak a programozhat, nem integrlt COSMOS/M- ben alkalmazhat, az integrlt verzikban nem. Ezek a lehetsgek kitgtjk, rugalmasabb teszik a vgeselemes programok hasznlhatsgt, mkdst, valamint olyan eredmnyek elrst


60

teszik lehetv, melyek ms mdszerekkel csak nagyon nehz s krlmnyes ton, vagy egyltaln nem lennnek ltrehozhatk.

Az itt emltett lehetsgek felsorolst kt lpcsben clszer megtenni, az els lpcsben a modell felptshez, ltrehozshoz, a vizsglathoz szksges adatok megadshoz val alapvet parancsok, kulcs- szavak felsorolsa, megismertetse hangzik el, majd ezutn a program- szer tovbbfejlesztshez szksges ismeretek, kulcs- szavak, utastskszlet kerl bemutatsra. Ugyanezt a sorrendet kveti majd a mintaplda is, teht elszr felptjk a modellt, egy vizsglatra alkalmass tesszk, ksbb pedig ugyanezt a modellt tovbbfejlesztjk egy iteratv feladat megoldsra. Ehhez a bemutatshoz a COSMOS/M rendszert alkalmazzuk, mivel szmunkra ez llt rendelkezsre tbb ven keresztl, megbzhat formban, ami a minl mlyebb megismershez s alkalmazshoz elengedhetetlenl szksges.

4.1. Modellptsi STRATGIK

Elszr is tekintsk t a COSMOS/M rendszer nem integrlt verzijnak kpernyjt, valamint az egyes kperny-rszek funciit.

A 4.1. bra a COSMOS/M rendszer 2.5. verzjnak jellegzetes kperny- kialaktst mutatja. A kperny legnagyobb rszt a munkaterlet foglalja el, ami rthet is, hiszen itt kell ltszdnia a ltrehozott modellnek, a kiadott parancsok hatsnak. Ettl felfel helyezkedik el egy tbbemeletes, legrdl tpus menrendszer, ahol a program sszes parancsa (a programozshoz szksges utastsokat, kulcs- szavakat kivve) elrhet, lthat s termszetesen kivlaszthat, aktivizlhat. Ezek kztt a gombok kztt van olyan is, amellyel elre belltott, felhasznl ltal definilt nzeti irnyokat lehet aktivizlni s az aktulis modellt ezekbl az iryokbl megnzni. A munkaterlet alatt va

Documents

teljes jegyzet