Примеры эталонных тестов

В следующих примерах эталонных тестов сравниваются результаты исследования конкретных проблем для ANSYS Discovery Live и для Creo Simulation Live. Во всех примерах эталонные тесты выполнены на компьютере с графической картой NVIDIA QUADRO P4000.

Постановка задачи: рассмотрим сборку стального манипулятора с фиксированной основой. Рассчитаем первые три собственные частоты и формы колебаний сборки.

Свойства материала	Граничные условия
Модуль Юнга, E = 2e11 Па Коэффициент Пуассона, ν = 0.3	Фиксированная основа

Результаты - ползунок качества моделирования в максимальной позиции

Результаты	ANSYS Discovery Live	Creo Simulation Live	Разница в процентах
Частота моды 1, Гц	18.4	18.4	0.0
Частота моды 2, Гц	24.2	24.2	0.0
Частота моды 3, Гц	35.5	35.4	0,3

На следующем графике представлена сходимость моды 1 в зависимости от значения ползунка качества моделирования (точности):

Результаты - ползунок качества моделирования в позиции по умолчанию

Результаты	ANSYS Discovery Live	Creo Simulation Live	Разница в процентах
Частота моды 1, Гц	20.3	20.3	0.0
Частота моды 2, Гц	25.7	25.7	0.0
Частота моды 3, Гц	39.1	39.1	0.0

Постановка задачи: рассмотрим сборку печатной платы с фиксированными опорами. Сборка печатной платы изготовлена из FR4, и предполагается, что все остальные компоненты имеют свойства эпоксидной смолы. Рассчитаем первые три собственные частоты и формы колебаний сборки печатной платы.

Свойства материала	Граничные условия
FR4 Модуль Юнга, E = 1.1e10 Па Плотность, ⍴= 1900 кг/м^3 Коэффициент Пуассона, ν = 0.28 Эпоксидная смола Модуль Юнга, E = 1.1e9 Па Плотность, ⍴= 950 кг/м^3 Коэффициент Пуассона, ν = 0.42	Фиксированное закрепление в пяти опорных отверстиях, как показано на рисунке ниже.

Сравнение результатов - ползунок качества моделирования в максимальной позиции

Результаты	ANSYS Discovery Live	Creo Simulation Live	Разница в процентах
Частота моды 1, Гц	301.7	302	0.10
Частота моды 2, Гц	618.1	618	0.02
Частота моды 3, Гц	824	825	0.12

На следующем графике показана сходимость моды 1 в зависимости от размера разрешения

Сравнение результатов - ползунок качества моделирования в позиции по умолчанию

Результаты	ANSYS Discovery Live	Creo Simulation Live	Разница в процентах
Частота моды 1, Гц	335.5	334.8	0.20
Частота моды 2, Гц	688.3	688.3	0.00
Частота моды 3, Гц	918.3	916.9	0,15

Постановка задачи: рассмотрим статическую нагрузку алюминиевого кронштейна. Нагружение образуется из приложенной нагрузки 200 Н и двух фиксированных опор. Рассчитаем максимальное смещение вершины и максимальное эквивалентное напряжение в заднем вырезе детали как функцию позиции ползунка точности и в Discovery Live, и в Creo Simulation Live.

Свойства материала	Граничные условия	Нагружение
Модуль Юнга, E = 7.1e10 Па Плотность, ⍴= 1900 кг/м^3 Коэффициент Пуассона, ν = 0.33	Две фиксированные опоры, как показано на рисунке выше	200 Н, как показано на рисунке выше

Результаты - смещение вершины с ползунком качества моделирования в максимальной позиции.

Позиция ползунка точности (процент)	Смещение, м ANSYS Discovery Live	Смещение, м Creo Simulation Live	Разница в процентах
0	1.138E-04	1.034E-04	10.017
25	1.104E-04	1.060E-04	4.150
50	1.101E-04	1.051E-04	4.778
75	1.103E-04	1.072E-04	2.881
100	1.102E-04	1.074E-04	2.618

Ниже приведен график максимального смещения вершины с ползунком качества моделирования в других позициях

Результаты - эквивалентное напряжение в заднем вырезе с ползунком качества моделирования в другой позиции.

Позиция ползунка точности (процент)	Напряжение, МПа ANSYS Discovery Live	Напряжение, МПа Creo Simulation Live	Разница в процентах
0	13.44	15.18	11.454
25	17.06	16.61	2.727
50	17.93	17.03	5.305
75	19.12	19.04	0.434
100	18.25	18.58	1.763

Ниже приведен график эквивалентного напряжения в заднем вырезе с ползунком качества моделирования в других позициях

Постановка задачи: рассмотрим статическое нагружение сборки коромысла с переменными радиусами закругления. Нагружение образуется из приложенной нагрузки 600 Н без трения и фиксированной опоры. Рассчитаем максимальное эквивалентное напряжение.

Граничные условия	Нагружение
1. Ограничение без трения 2. Фиксированная опора	600 Н, как показано на рисунке

Результаты для максимального эквивалентного напряжения с ползунком качества моделирования в максимальной позиции

Постановка задачи: рассмотрим установившуюся теплопередачу алюминиевого теплоотвода, теплового интерфейсного слоя и контейнера в сборке. Контейнер генерирует 5 Вт мощности, а наружные поверхности теплоотвода имеют граничное условие конвекции с коэффициентом теплопередачи 5 Вт/м^2 (градус C) и температурой жидкой окружающей среды 20 градусов C. Рассчитаем максимальную температуру в алюминиевом теплоотводе и максимальную температуру в контейнере для стационарного условия.

Свойства материала	Граничные условия
Алюминий, K = 148.62 Вт/м^2 (градус C) TIM (интерфейс), K = 24 Вт/м^2 (градус C) Пакет, K = 2 Вт/м^2 (градус C)	Тепловой поток контейнера = 5 Вт Коэффициент теплопередачи = 5 Вт/м^2 (градус C) Температура жидкого объема = 20 град. C

Результаты - макс. температура с ползунком качества моделирования в позиции по умолчанию


Результаты - макс. температура с ползунком качества моделирования в позиции по умолчанию	Результаты - макс. температура с ползунком качества моделирования в позиции по умолчанию

Результаты - макс. температура с ползунком качества моделирования в позиции по умолчанию

Результаты	ANSYS Discovery Live	Creo Simulation Live	Разница в процентах
Теплоотвод при макс. температуре, C	42.46	42.42	0,1
Макс. температура, C	58.01	57.97	0.07

Результаты - макс. температура с ползунком качества моделирования в максимальной позиции

Результаты	ANSYS Discovery Live	Creo Simulation Live	Разница в процентах
Теплоотвод при макс. температуре, C	41.34	41.29	0,13
Макс. температура, C	54.73	54.67	0,1