Übersicht über die Überprüfung
Creo Simulate ist eine Familie von Produkten zur Entwurfsanalyse. Die Hauptprodukte sind Structure und Thermal. Mehrere optionale Module sind nahtlos in diese Hauptprodukte integriert.
Die Creo Simulate Dokumentation richtet sich an Maschinenbauingenieure. Die Dokumentation setzt theoretische, terminologische und praktische Grundkenntnisse im Maschinenbau voraus. Für die Verwendung von Creo Simulate und der Dokumentation sind jedoch keine besonderen Kenntnisse über Konstruktionsanalysen erforderlich.
In den folgenden Abschnitten erhalten Sie Informationen über dieses Buch (den Verification Guide) und einen Überblick über die Dokumentation, die für die aktuelle Version erhältlich ist. Diese Einleitung behandelt folgende Themen:
Dieses Handbuch verwenden
Der Verification Guide enthält eine Reihe von Problemen, die auf Modellen mit finiten Elementen und Mechanismusanalysen beruhen. Für die Probleme sind analytische Lösungen bekannt. Sie zeigen die Genauigkeit und Effizienz von Creo Simulate auf dem Gebiet der Entwurfsanalysen.
Die Ergebnisse werden mit den Ergebnissen herkömmlicher Analyse-Codes wie ANSYS, NASTRAN und NAFEMS oder mit der Theorie verglichen. Ein Teil der Probleme stammt aus der bekannten Problemreihe für finite Elemente von MacNeal-Harder.
Die in diesem Handbuch verwendeten Modelle finden Sie auf der Creo Installations-CD. Bei der Installation von Creo Simulate werden die Modelle im Ordner <Load_Point>/Common Files/mech/ms_verf gespeichert. Sie können die Modelle verwenden, um die Studien auf Ihrer Plattform nachzuvollziehen.
Das Handbuch enthält einen eigenen Abschnitt für Modelle, die von den einzelnen Creo Simulate Analysetypen überprüft wurden: Structure, Thermal, Vibration, Beulanalyse und Nicht lineare Analyse. Ein weiterer Abschnitt behandelt die Optimierungsmodelle von Structure.
Gliederung
Dieses Handbuch behandelt folgende Themen:
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Modelle in Structure
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Hier werden verschiedene Probleme statischer Analysen beschrieben und die Ergebnisse verglichen.
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Hier werden verschiedene Probleme modaler Analysen beschrieben und die Ergebnisse verglichen.
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Modelle in Thermal
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Hier werden verschiedene Probleme stationärer Wärmeanalysen beschrieben und die Ergebnisse verglichen.
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Hier werden verschiedene Probleme transienter Analysen beschrieben und die Ergebnisse verglichen.
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Modelle in Vibration
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Hier wird ein Problem der dynamischen Zeitanalyse beschrieben und das Ergebnis verglichen.
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Hier wird ein Problem der dynamischen Frequenzanalyse beschrieben und das Ergebnis verglichen.
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Hier wird ein Problem der dynamischen Stoßanalyse beschrieben und das Ergebnis verglichen.
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Beschreibt Probleme der dynamischen stochastischen Antwortanalyse und vergleicht Strukturergebnisse mit Benchmark-Ergebnissen.
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Modelle mit Beulanalyse
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Hier wird ein Problem der Beulanalyse beschrieben und das Ergebnis verglichen.
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Nicht lineare Modelle
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Hier werden 2D- und 3D-Kontaktprobleme beschrieben und die Ergebnisse verglichen.
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Hier wird ein Problem der Modalanalyse mit Vorspannung beschrieben und das Ergebnis verglichen.
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Hier wird ein Problem der Analyse starker Verformungen beschrieben und das Ergebnis verglichen.
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Beschreibt die statische Analyse mit elastoplastischem Material und vergleicht Ergebnisse.
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Optimierungsmodelle
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Hier wird ein optimiertes statisches Strukturmodell beschrieben.
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Die Ergebnisse in diesem Handbuch stammen von der aktuellen Version von Creo Simulate.
Wenn Sie die Programme auf einer anderen Plattform ausführen, können die Ergebnisse und Bildschirmausgaben geringfügig von den Angaben und Grafiken in diesem Dokument abweichen. Die Ergebnisse auf allen unterstützten Plattformen weisen jedoch keine signifikanten Unterschiede auf.
Identifikationssystem
Die Überprüfungsprobleme werden über ihren Studiennamen identifiziert. So bezeichnet beispielsweise "mvsm003" das dritte Problem der Struktur-Modalanalyse im Verification Guide. Die Studiennamen unterliegen den folgenden Konventionen:
• Die ersten beiden Buchstaben:
mv - Creo Simulate überprüfen
• Dritter Buchstabe:
s - Struktur
t - Thermal
o - Optimierung
• Vierter Buchstabe:
◦ Struktur
m - Modal
s - Statisch
l - Laminat
t - Dynamische Zeitanalyse
f - Dynamische Frequenzanalyse
k - Dynamische Stoßanalyse
b - Beulanalyse
c - Kontaktanalyse
d - Starke Verformung
p - Vorspannung
◦ Thermal
s - Stationäre Analyse
t - Transiente Analyse
◦ Optimierung
o - Optimierung
◦ Drei Ziffern:
001 - Fortlaufende Problemnummer
Verwenden Sie diese Studiennamen, wenn Sie eine Studie durchführen oder sich die Ergebnisse anzeigen lassen möchten.
Ergebniskonventionen
Dieser Abschnitt beschreibt die Konventionen in den Ergebnistabellen der einzelnen Probleme. Hier ein Beispiel für eine Ergebnistabelle:
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Theorie
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MSC/NASTRAN
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Struktur
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% Differenz
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Radiale Auslenkung @ Last
(m=disp_x_radial)
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2.8769e-3
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2.8715e-3
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2.8725e-3
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0.18 %
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Konvergenz %: 0.5 % Lokale Verschiebung und SE
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Max P: 7
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Anz. Gleichungen: 33
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Die einzelnen Spalten der Tabelle haben folgende Bedeutung:
• Spalte 1 - Die Ergebnismenge.
• Spalte 2 – Das theoretische Ergebnis aus der "Referenz" auf der ersten Seite der Modellübersicht.
• Spalte 3 (optional) – Das Ergebnis anderer Programme, hier NASTRAN.
• Spalte 4 – Zeigt Creo Simulate Ergebnisse an.
• Spalte 5 – Der Unterschied in Prozent zwischen dem theoretischen Ergebnis und dem Ergebnis von Creo Simulate.
Unter der Ergebnismenge finden Sie in Klammern weitere Informationen, mit denen Sie sich das Ergebnis auf Ihrem System anzeigen lassen können. Die Angaben in Klammern haben folgende Bedeutung:
• Name der Messgröße (m=xxxx)
• Name der Analyse (a=xxxx)
• Name der Last (l=xxxx)
• Modusnummer (bei modaler Analyse, mode=x)
Enthält eine Studie mehrere Analysen, Lasten oder Messgrößen, werden deren Namen oder die Modusnummer angezeigt.
Sie können diese Informationen auf zwei Arten nutzen: Sie können sich die Datei study.rpt in einer Shell ausdrucken oder anzeigen lassen, oder Sie können sich die Informationen in der Zusammenfassungsdatei der Konstruktionsstudie ansehen. Um sich die Zusammenfassungsdatei anzeigen zu lassen, öffnen Sie das Modell mit dem gleichen Namen wie die Studie. Wählen Sie im Hauptmenü "Ausführen" (Run) und dann "Status". Klicken Sie dann auf die Schaltfläche für den Konstruktionsstudienstatus, um die Zusammenfassung anzuzeigen, und suchen Sie nach dem Namen der Messgröße.
Bei Überprüfungsproblemen finden Sie in der untersten Zeile der Tabelle den Prozentsatz und den Typ der Konvergenz, den maximalen Polynomgrad, der bei der Konvergenz erreicht wird, und die Anzahl der für die Konvergenz benötigten Gleichungen. In diesem Handbuch wird die Konvergenzoption "Lokale Verschiebung & Lokale Dehnungsenergie" bei Structure Modellen mit "Lok. Versch. & DE" abgekürzt. Bei Thermal Modellen wird die Konvergenzoption "Lokale Temperaturen und Energienormen" mit "Lok. Temp. & EN" abgekürzt.
Referenzen
In diesem Handbuch werden folgende Referenzen verwendet:
• Barlow, J. und Davies, G.A.O. Selected FE Benchmarks in Structural and Thermal Analysis. UK: NAFEMS, 2. überarbeitete Ausgabe, Oktober 1987.
• Chahjes, A. Principles of Structural Stability Theory. Prentice-Hall, 1974.
• Cameron, A.D., Casy, J.A. und Simpson, G.B. Benchmark Tests for Thermal Analysis (Summary). UK: NAFEMS, August 1986.
• Imai, Kanji. Konfigurationsoptimierung der Binder nach der Faktormethode. LA: University of California, UCLA-ENG-7842.
• Kane T.R., und Levinson, D.A. Dynamics: Theory and Application. NY: McGraw-Hill, 1985.
• Kreith, F. Principles of Heat Transfer. 2nd ed. PA: International Textbook Co., 1959.
• Love, A.E.H. A Treatise on the Mathematical Theory of Elasticity. 4. Ausgabe NY: Dover Publications, 1944.
• MacNeal, R.H., und Harder, R.L. "A Proposed Standard Set of Problems to Test Finite Element Accuracy." Finite Elements in Analysis and Design I. Elsevier Science Publishers, 1985.
• MacNeal-Schwendler Corporation. MSC/NASTRAN Verification Problem Manual. MSC/NASTRAN Version 64, Januar 1986.
• Meriam, J.L. Engineering Mechanics, Vol. 2: Dynamics. NY: John Wiley and Sons, Inc. 1978.
• Noor, A.K., und Mathers, M.D., "Shear-Flexible Finite-Element Models of Laminated Composite Plates and Shells." NASA TN D-8044. Langley Research Center, Hampton, VA. Dezember, 1975.
• Roark, R. J., and Young, W. Formulas for Stress and Strain. 5. Ausgabe NY: McGraw-Hill, 1982.
• Schneider, P. J. Conduction Heat Transfer. 2nd ed. MA: Addison-Wesley Publishing Co., Inc., 1957.
• Shigley, J.E. und Uicker, J.J. Theory of Machines and Mechanisms. NY: McGraw-Hill. 1980.
• Swanson Analysis Systems, Incorporated. ANSYS Verification Manual.
• Thomson, W.T. Theory of Vibration with Applications. NJ: Prentice-Hall, Inc. 2. Druck 1981.
• Timoshenko, S. Strength of Materials, Part II, Advanced Theory and Problems. 3. Ausgabe NY: D. Van Nostrand Co., Inc. 1956.
• Timoshenko, S., und Young, D.H. Vibration Problems in Engineering. 3. Ausgabe NY: D. Van Nostrand Co., Inc. 1955.
Weitere Referenzen, die sich auf bestimmte Probleme beziehen, werden an der jeweiligen Stelle genannt.