Скорость, с которой развивается Fusion 360, – предел мечтаний любой САПР. Функции появляются и совершенствуются в программе каждый месяц. Однако, как бы ни был хорош оптимизатор формы или генеративный дизайн, настоятельно не рекомендую ставить полученную с их помощью деталь в сборку без проведения расчета на прочность. Хотя бы на статическую. Не бойтесь пробовать новое. С чего начать, мы расскажем в этой статье.
Для начала перейдите в рабочее пространство Simulation.
Затем необходимо определиться с типом анализа. Признаться, для инструмента, который не позиционируется как расчетная программа, Fusion 360 удивляет разнообразием выбора. Начнем с самого простого – статического линейного анализа (Static Stress).
Не забываем его основные предположения: перемещения в результате приложения силы малы, а сила сохраняет направление от начала и до конца своего действия.
После этого вам интуитивно хочется перейти к началу ленты меню, чтобы начать настройку. Но не торопитесь. В этой же ленте можно найти не особо примечательную, но крайне полезную кнопку Manage. Там хранятся важные настройки расчета. Выполняя любой тип анализа, в первую очередь посмотрите, какие настройки присутствуют там.
Для нашего, самого простого, типа в этой вкладке мы находим подробные настройки сетки конечных элементов. Если вы только приступили к изучению анализа, вам достаточно будет указать абсолютное значение величины конечного элемента. Использовать абсолютное значение намного удобнее, чем среднее, которое зависит от размера детали. С остальными настройками сетки вы познакомитесь постепенно.
После этого можно идти по меню настроек слева направо.
Залог точного расчета – подготовленная геометрия. Детали могут иметь сложную форму, мелкие элементы. Поэтому посмотрите, какие части модели не несут прочностной роли, и попытайтесь упростить модель, используя пункт Simplify. Это очень важный элемент. Не зря многие CAE-программы Autodesk имеют прямую связь с Fusion 360 для корректировки геометрии. Например, так выглядит упрощение модели для расчета воздушных потоков в электронном устройстве.
Самый простой пункт – это задание свойств материала. Отыскать эту кнопку не составит труда. Нажав Materials, вы увидите таблицу, в которой перечислены детали, составляющие модель. Выбирайте из выпадающего списка тот материал, который хотите использовать.
Необходимое условие для запуска расчета – деталь должна быть уравновешена. Если на деталь действует сила, нужно, чтоб под её влиянием конструкция не начала двигаться в неизвестном направлении. Иными словами – модель нужно закрепить. Настройки для этого вы найдете в пункте Constraints. Здесь можете выбрать жесткое закрепление, шарнирное, подвижное в одной плоскости либо имеющее вынужденное перемещение. Этот список включает подавляющее большинство ситуаций для расчета.
Никакой расчет не обходится без задания нагрузок. Им посвящён следующий пункт меню – Loads. Как видите, нагрузки разделены на:
· механические, которые прикладываются к определенным элементам тела;
· глобальные, когда воздействие происходит на все тело (приложена скорость или ускорение);
· гравитационные;
· усилия от компонентов, замененных эквивалентной массой.
Механические в свою очередь подразделяются еще на несколько типов. Таким образом, для моделирования силового воздействия у вас более чем достаточно инструментов.
Осталось совсем немного, и все будет готово для запуска расчета. Так как мы имеем дело с современной САПР, расчет на прочность выполняется с помощью разбиения модели на конечные элементы. Не вдаваясь в подробности, скажем, что чем меньше элемент, тем точнее расчет. Но и времени на такой анализ потребуется больше.
Как вы помните, в начале мы уже задавали размер конечного элемента. Но этого мало. Нужно отдать команду на разбиение. Сделать это можно в пункте меню Solve, нажав Generate Mesh.
Помимо разбиения на элементы, здесь есть очень полезная кнопка Pre-check. Она мониторит состояние модели и сигнализирует о готовности к расчету. Если кнопка красная, вы что-то забыли, и расчет выполнить нельзя. Нажав на нее, вы увидите, что вызывает возмущение программы, и сможете быстро внести исправления.
Запустите расчёт. Он займет некоторое время, которое зависит от сложности задачи и количества конечных элементов.
В результате вы получите картину, где цвета диаграммы означают свой уровень напряжений. Помимо напряжений можно выводить перемещения, запас прочности, определенные компоненты напряжений.
Часто бывает, что максимальные значения не находятся на поверхности. Для этого есть секущие плоскости, которые позволяют заглянуть внутрь.
Таким образом, расчет прочности во Fusion 360 при внимательном рассмотрении позволяет решать широкий круг задач, благодаря гибким настройкам и удобному интерфейсу. Здесь не слишком много кнопок, и вы сможете легко повторить расчет, который выполнили недавно, за счет интуитивно понятного рабочего процесса. Поэтому со временем Fusion 360 вполне может стать вашим основным инструментом для анализа прочности.
Разработчики оставили неизменной последовательность расчета, от которой никуда не уйти. Но сам процесс настройки им удалось сделать легким и понятным не в ущерб функциональности. Те, кто уже работал с другими CAE-продуктами, непременно оценят, насколько всё здесь удобно.
Мы только начали знакомить вас с этим инструментом. Впереди еще очень много, о чем стоит рассказать, даже в плане расчетов. Поэтому, чтобы не пропустить полезное и интересное, подпишитесь на наш канал. Если появились вопросы, задавайте их в комментариях. А мы с удовольствием ответим.
