Представьте, что вам нужно выбрать, на чем прокатиться в парке: на велосипеде, самокате или роликовых коньках. Кажется, все варианты равноценны – они довезут вас в заданную точку. Но на деле вы выбираете то, что больше подходит под различные условия: качество и доступность специальных дорожек, покрытие, дальность поездки, мобильность транспорта и т. д. Удивитесь, но это сравнение было нужно, чтобы подвести вас к особенностям выбора инструмента для прочностного анализа.
В случае с САПР у вас может быть недостаточно опыта, чтоб спрогнозировать, какое ПО оптимально подходит для решения предстоящих задач. И ассортимент средств для расчета прочности, как и в случае со средствами передвижения, вызывает ощущение внутренней конкуренции. Сегодня постараемся разобраться, какие инструменты подойдут для конкретной ситуации.
Autodesk дает возможность проводить анализ прочности с помощью трех программ: Inventor Professional, Inventor Nastran и Fusion 360. Конечно, при выборе нужно учитывать имеющуюся функциональность для 3D-моделирования и стоимость решений. Но сегодня мы сосредоточимся только на их расчетных возможностях.
Inventor Professional
Прочностной модуль является неотъемлемой частью этого инструмента для проектирования. Чтобы открыть его, переходим в меню «Среды» и выбираем «Анализ напряжений».
Нам сразу предстоит выбрать тип расчета: статический или расчет собственных частот. Согласитесь, выбор небольшой. Из нагрузок вы сможете выбрать либо силу, либо давление и момент. Каких-то специфических силовых факторов, например, температурных воздействий или вынужденных перемещений, здесь нет.
Генератор сетки конечных элементов стандартный. Отмечу, что решатель очень терпим к качеству сетки. Мне стоило немалых усилий, чтобы получить ошибку расчета, постепенно увеличивая размер конечного элемента. Начинающий инженер, полагаясь на предлагаемый размер конечного элемента вряд ли получит ошибку, и в итоге расчет будет проведен. При этом к его точности будет много вопросов. Поэтому, если вы полагаетесь на настройки по умолчанию, стоит осторожно относиться к результатам. Их можно использовать если стоит задача оценить уровень напряжений примерно. Если необходим точный результат, обратитесь к другому инструменту. Но следует понимать, что в этом случае понадобится больше времени на настройку и учёт всех факторов, влияющих на анализ.
Inventor Nastran
После установки он также доступен в меню «Среды». Расчетных возможностей здесь намного больше, чем в модуле Inventor. Для этого достаточно посмотреть на перечень в выпадающем списке.
В нём вы обязательно найдете необходимый вид анализа. Столь же разнообразными являются и настройки. Силовые факторы, граничные условия, контактные взаимодействия предлагают на выбор большой перечень вариантов. Вам придется тщательно проанализировать конструкцию, чтоб понять, что именно нужно применить в конкретном случае. Inventor Nastran вынуждает внимательно относиться к подбору размера сетки, иначе возникают ошибки контактов и условия равновесия. Но если вы все сделали правильно, то получите точные результаты прочностного расчета. При этом будьте готовы инвестировать свое время в обучение и в практику, необходимую, для отработки навыков.
Fusion 360
Казалось, бы он должен занять промежуточное положение между описанными решениями. Действительно, расчетных возможностей у него больше, чем у Inventor Professional.
Однако их число не дотягивает до уровня Inventor Nastran. Существенное отличие Fusion 360 в том, что вы можете запускать расчеты в облаке. Не все виды расчета обладают таким свойством, но наиболее распространенные можно сделать локально либо на сервере Autodesk. Командная работа построена удобно, и результатами анализа можно оперативно делиться с коллегами, независимо от их удаленности. Отдельно стоит упомянуть удобство настройки расчетной модели. Тут вы в полной мере почувствуете особенность дружелюбного интерфейса. А если добавить к этому функционал по CFD-расчету и литью пластмасс под давлением, то Fusion 360 можно считать хорошим подспорьем для команд, которые не планируют затраты на аутсорсинг и стремятся к автономной разработке.
Подведем итоги
Inventor Professional. Расчет для вас далеко не на первом месте. Возможно, анализ проводит соседний отдел. Поэтому вам достаточно понимания, не ошиблись ли вы с размерами фатально. Подходит для примерной оценки в случае отсутствия потребности в подробной настройке расчетной модели.
Inventor Nastran. Необходим для получения точных результатов, когда требуется учесть максимум факторов. Желательно применить на максимально ранней стадии проектирования конструкции, так как есть возможность рассчитать динамические, усталостные характеристики. Требует изучения и обеспечит расчетными возможностями с запасом.
Fusion 360. Отличный набор функциональных возможностей пригодится при работе в составе распределенной команды инженеров с потребностью в облачном хранении и расчетах. Также учитывайте мультифизический функционал CFD и литья пластмасс. Это позволит расширить перечень проектируемых деталей. Удобный рабочий процесс способствует быстрому освоению инструмента.
Прямой конкуренции между этими решениями нет. Благодаря их сильным сторонам любой пользователь может выбрать подходящий инструмент, исходя из своих задач и особенностей работы.