Совместноепроектированиеи...

80
ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru Совместное проектирование и расчёт композитных конструкций в программных комплексах CATIA V5 и SIMULIA Abaqus Вячеслав Котельников Директор PLM-департамента OOO “ГЕТНЕТ Консалтинг[email protected] +7 495 995 2500, +7 916 513 2345 Сергей Рыжов к.ф.-м.н. Начальник отдела проектирования и инженерного анализа ООО “ТЕСИС[email protected]

Upload: doandang

Post on 17-Apr-2018

232 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

Совместное проектирование ирасчёт композитных конструкций

в программных комплексахCATIA V5 и SIMULIA Abaqus

Вячеслав КотельниковДиректор PLM-департаментаOOO “ГЕТНЕТ Консалтинг”[email protected]

+7 495 995 2500, +7 916 513 2345

Сергей Рыжовк.ф.-м.н. Начальник отдела проектированияи инженерного анализа ООО “ТЕСИС”[email protected]

Page 2: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

Основные бизнес – функции предприятия поуправлению жизненным циклом изделия (проекта)

Управление требованиямиУправление конфигурацией (изделия и проекта)Управление стоимостью жизненного циклаУправление качествомУправление проектированиемУправление Базой ЗнанийУправление подготовкой производстваУправление производствомУправление поставкамиУправление ресурсамиУправление продажами (поддержка продаж)

Page 3: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

Реализация основных бизнес – функций управленияжизненным циклом - организация единого

информационного пространства• Создание проектно – производственной структуры• Единая информационная база• Единые правила

Формирование Системы СбалансированныхПоказателей (Balanced Scorecard)

Проекцияфинансов

Проекциямаркетинга

Проекциявнутренних БП

Проекцияобучения и роста

Рентабельностьпродукции

Уровень удовлет.клиента

Кол-во коллизий напервом изделии

Внедрение новыхтехнологий

Рентабельностьсобств. капитала

Степень удержанияклиента

Кол-во брак.деталей

Обучениесотрудников

Величина чистойприбыли

Прибыльностьклиента

Время обработкиинформации

Развитие информ.технологий

Page 4: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ОСНОВА РЕШЕНИЙ –ПРОГРАММНЫЕ ПРОДУКТЫ

Цифровоемоделированиеобъектов и ихсвойств

3Dмоделирование

Цифровоепроизводство

Анализповедения

Виртуальныйпродукт

Совместнаяработа надпроектом

Моделированиеи изготовление

Контролькачества

Полноценноеописаниепродукта

PLMВзаимодействие

Жизненныйопыт

+ Специальные отраслевые решения

Page 5: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ПЛАН РАСПОЛОЖЕНИЯ ШАЛЕ

Page 6: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

НАИМЕНОВАНИЕ

НПОРИТМ

Page 7: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

КОМПОЗИТЫ

Page 8: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

СВОЙСТВА

q Высокая удельная прочность вдоль направленияволокон (анизотропность);

q Хорошее самозатухание;q Коррозиеустойчивость/ химическая стойкость;q Диэлектрические свойства;q Коэффициент теплового расширения приближается к 0;q Энергопоглощающие свойства при катастрофах;q Проницаем для лучей (радиопрозрачность);q Хорошая износостойкость;q Немагнитность;q Био-совместимость.

8

Page 9: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ПРИМЕНЕНИЕ В АВИАЦИИ

Процент использования композиционных материалов, применяемых вавиастроении, за последние годы увеличился с 5 - 10% до 50% ипродолжает увеличиваться дальше.

Page 10: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

В AIRBUS

§ Спойлер§ Рульнаправления

§ Руль высоты

А310-200 (1982)

§ Спойлер§ Рульнаправления

§ Руль высоты§ Стабилизатор

А310-300 (1985)

§ Спойлер§ Рульнаправления

§ Руль высоты§ Стабилизатор§ Грузовая ипассажирскаядверь

§ Обшивка отсекакрыла

§ Панели крыла§ Щитки§ Пилон закрылка§ Обтекательмотогондолы

§ Панели двери§ Закрылки§ Горизонтальноеоперение

А320-200 (1987)

§ Спойлер§Руль направления§ Руль высоты§ Стабилизатор§Грузовая ипассажирскаядверь§Обшивка отсекакрыла§ Панели крыла§ Щитки§ Пилон закрылка§Обтекательмотогондолы§ Панели двери§ Закрылки§Горизонтальноеоперение§Задняяперегородкадавления§ Килевая балка

А340-500/-600 (2001)

10

Page 11: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

A 350

Основные элементы, выполненные из Композитов:

§ Крылья§ Панели наружной обшивки§ Кессон и центроплан§ Шпангоуты, стрингеры§ Хвостовая секция§ Носовой обтекатель

Процентное соотношениеприменяемых материалов

на A350-900 XWB:

11

Page 12: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

A 380

Элементымех. крыла

Низобтекателя

Элементыдвери

Вертикальноеоперение

Хвостовойотсек

Горизонтальное оперение

Задняясекция

Задняяперегородка

Передняякромка крыла

Нервюры крылаЦентроплан

12

Page 13: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ВЫСОКОЕ КАЧЕСТВО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1533 39

5161

7897

119129

139 143 147 151 157 164

V5R1

V5R2

V5R3

V5R4V5R

5V5R

6V5R

7V5R

8V5R

9

V5R10

V5R11

V5R12

V5R13

V5R14

V5R15

165

V5R16

Покрывает 100 % потребностей

Механическоепроектирование

Электр.системыОснасткаМеталло-

конструкцииГидравли-ческие

системыОбработкаДетали

из листа

КомпозитыАнализ

Page 14: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

КАЧЕСТВО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

q Принципиально другой подход к проектированию конструкций изКомпозитов в отличии от традиционных материалов;

q Сложность в расчетах на усталостную прочность;q Дорогостоящие исследования (НИОКР), предшествующие

проектированию инновационных Композитных конструкций;q Ограниченный срок хранения полуфабрикатов из КМ;q Сложность в создании Композитных конструкций с минимальным

содержанием пор (пустот), наличие которых обуславливаетснижение механических свойств конструкции.

q Широкое применение КМ сдерживается по прежнему высокими ценамина сырье и относительно медленными и дорогими способами полученияКомпозитных материалов;

q Существенным препятствием для роста производства КМ являетсяповсеместное использование до сих пор традиционных материалов. Восновном это связано с инерцией мышления и не доверия к новымматериалам;

q Тормозит так же отсутствие на сегодняшний день всеобъемлющегосправочника конструктора по Композитным материалам, которыйвключал бы все необходимые для проектирования данные о свойствахКМ.

Page 15: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ИНСТРУМЕНТАРИЙОхватывая весь спектр процессов, от разработки концепции до детальногопроектирования, инжиниринга и подготовки производства, приложениеCATIA Composites Design является ядром решений DS для Композитов. Егоуникальные возможности позволяют конструктору работать в специальнойсреде «контекстного» проектирования, на более ранних стадиях разработки,интегрируя требования к конструкции, сборке и производству, предупреждаятем самым возникновение проблем. Помимо инфраструктуры,обеспечивающей сбор и хранение точной информации в средепроектирования, CATIA Composites Design предлагает специальные функциисоздания и изменения для каждого контекста, а также возможности дляимитационного моделирования, позволяющие без труда моделироватьситуации поведения Композитов, которые могут возникнуть в ходеКомпозитного производства.

Метод Зон (Zones)

Метод работы со слоями (Manual plies)

Грид (Grid) технология

Page 16: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

МЕТОДЫ ЗОН И РАБОТЫ СО СЛОЯМИ

Эти методы (Zones и Manual plies) –классический подход к проектированиюпростых и средних по сложности геометрии Композитных форм, охватывающийвесь цикл разработки, начиная от концептуального разбиения композитнойдетали на зоны до прочностного анализа и производственных задач: подготовкараскроя слоев, расчет траекторий движения укладочной головкилентоукладочных машин и генерации машинного кода под конкретный типстанка.

Page 17: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ГРИД (GRID) – ТЕХНОЛОГИЯ

Грид (Grid) технология – подразумевает проектирование интегрированных систем вконтексте сборки сложных конструкций: подкрепленной обшивки крыла самолета ссиловым набором (стрингеры, лонжероны, нервюры), подкрепленной панели фюзеляжаили корпуса судна (стрингеры, шпангоуты) и др. аналогичных конструкций.

Панель фюзеляжа с силовым набором Подкрепленное крыло самолета

Page 18: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ПРОЦЕССЫ

Входные данные Предварительное проектирование Детальное проектирование

Прочностной анализ

Технический анализконструкции

Предпроизводственноепроектирование

Технологический анализЭкспорт данных для производства

Совместная средапроектирования

Накопленная базаинженерных знаний

18

Page 19: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ЕДИНАЯ СРЕДА ДЛЯ СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

2D/3D Геометрия Геометрия CATIA

CPD Шаблоны Слои

Библиотека слоев

Подготовка модели к CAECAE

Проектирование в одной рабочей среде CATIA V5 без трансляции данных при переходеиз конструкторской геометрии в композитное проектирование и обратно.Проектирование композитных конструкций является итерационным процессомвзаимодействия между конструктором, прочнистом и технологом.

Page 20: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ

Процесс проектирования композитной конструкции состоитиз нескольких этапов:•Создание исходной геометрии

•Анализ геометрии как однородного тела и создание Zones (Зон)

•Создание на основе Zones выкладки слоёв композитного материала

•Анализ полученной композитной конструкции

•Внесение изменений после анализа и подготовка к производству

Page 21: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

КОНСТРУКТОР + ПРОЧНИСТ + ТЕХНОЛОГ

Геометрия

Grid Технология

Модель Слоев Производство

CATIA V5GSD+CPD(CPM)

CATIA V5(SIMULAYT)

КОНСТРУКТОР

ПРОЧНИСТ

(SIMULAYT)

CATIA V5GSD+CPD(CPE+CPM)

Solid Технология

Abaqus/CAE

ТЕХНОЛОГ

РАСКРОЙ(MAGESTIC SYSTEMS) Laser Projection

System(MAGESTIC SYSTEMS)RTM

(ESI GROUP)

Page 22: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ПРИМЕРq Модель, полученная из ТЗ и доработанная конструктором –

созданы вспомогательные элементы: поверхности, плоскости,3-D линии, необходимые для задания Zones при работе вкомпозитном модуле CPD CATIA V5.

Page 23: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ПРИМЕР

q Первый этап проектирования в CPD – задание композитныхатрибутов:

1. материал, с заданными свойствами2. направления волокон

Page 24: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ПРИМЕРq Второй этап – предварительный дизайн композитной конструкции:1. создание Zones Group2. присвоение каждой зоне своих (уникальных), при необходимости,

композитных атрибутов – контур, материал, axis, направление выкладки

Page 25: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ПРИМЕР

3. создание слоев - Plies Group4. присвоение атрибутов для каждого слоя

Page 26: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ПРИМЕР

5. создание Stack-Up File6. экспорт в Excel, модификация и обратный импорт в файл CPD

Page 27: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ПРИМЕР

q Анализ выкладки слоев:– Ply Exploder (визуализация укладки по слоям)

Page 28: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ПРИМЕР

– Ply Section (сечения слоев в указанной плоскости)

Page 29: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ПРИМЕР

q Создание твердого тела из слоев – Solid from plies

Page 30: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ПРИМЕР

q Создание поверхности для FEM – Surface for FEM

Page 31: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ДистрибьюторCatia v5 в России

– HetnetConsulting

Эксклюзивныйдистрибьютор

Abaqus в России истранах СНГ –

ТЕСИС

Page 32: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

SIMULIA: новый бренд Dassault Systemes

Реальноемоделирование

V5 SimulationProducts and

CAA V5Partners

Реальный мир - нелинейный

Открытая научная платформа

Универсальная среда моделирования:

- Высокотехнологичный и многофункциональный продукт

- Делает моделирование частью производственного циклаизделия

Page 33: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

Понимание сложной физикиДолжно решать любые задачи

Результаты должны бытьпростыми для понимания

Инженер Аналитик

Менеджер / Проектировщик / Партнеры /…

Участвует в моделировании продукта

Обеспечивает методологию & Процесс

SIMULIA - моделирование для всех

• Общая среда, как для Менеджера, так и для Инженера и Аналитика– Нахождение Решения быстрее, уменьшать Стоимость– Увеличивать Качество продукта и Инновации

Page 34: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

Единая средаV5 для Проектирования, ЧисленногоЭксперимента, Производства и Автоматизации

DESIGN EXPERIENCE

PRODUCE & AUTOMATE

LIFE CYCLE MANAGEMENT

3DCOLLABORATION

Page 35: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

Процесс конструирования и анализакомпозитов с использованием

технологии CATIA и SIMULIA Abaqus

1. Первоначальная сборка композитной модели в CATIA CPD2. Информация о композитной модели передается в Abaqus3. Инженер в Abaqus производит оценку модели на нагружение

– Добавляет новые слои для увеличения прочности4. Передает новую модель обратно проектировщику (CATIA CPD)

1

2

3 4

Геометрия Зональная модель Послойная модель Производство

Page 36: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

Обзор технологии CATIA иSIMULIA Abaqus

Программная связка Simulayt состоит из двух модулей:• Composite Link for Catia v5Модуль экспорта-импорта Catia для передачи характеристик конструкции изкомпозитного материала в Abaqus и обратно. Позволяет экспортировать иимпортировать данные из layup файлов, синхронизировать внесенныеизменения с существующей конструкцией материала.

• Composite Modeler for AbaqusМодуль Abaqus, позволяющий быстро и удобно создавать сложную модельконструкции из композитного материала непосредственно в Abaqus, а так жеотвечает за импорт и экспорт характеристик конструкции из layup файлов.

Page 37: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

Обзор технологии CATIA иSIMULIA Abaqus

Возможности Composites Link for the CATIA V5:• Импорт зональных модели созданных в CAE пакетах• Экспорт выкладки слоёв в Layup файл для передачи в CAE пакет длядальнейшего детального расчёта на прочность

• Импорт модифицированных слоёв после анализа и возможность выборавносимых изменений в существующую модель.

Особенности:• Возможность быстрой, аккуратной и полной передачи характеристиккомпозитных материалов между конструктором и инженером-прочнистом

• Нивелирует необходимость создавать модель композита в CAE пакете вручную• Сохраняет время, улучает качество и предотвращает ошибки при передаче

Page 38: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

Особенности технологии

Процесс проектирования композитной конструкции состоитиз нескольких этапов:• Создание исходной геометрии

• Анализ геометрии как однородного тела и создание Зональной модели

• Создание на основе Зональной модели выкладки слоёв

композитного материала

• Анализ полученной композитной конструкции

• Внесение изменений после анализа и подготовка к производству

Page 39: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

Решения SIMULIA Abaqus в областикомпозитов

– Сложные композитные конструкции• линейный и нелинейный анализ• статика/динамика/разрушение• отдельные компоненты изделия• изделие в сборе

– Анализ композитных конструкций• напряжения и деформации• расчет форм и частот• первичное разрушения слоев композита• закритическое поведение композитных конструкций

– Анализ особых случаев• низкоскоростной удар (падение изделия или удары от града )• среднескоростной (мусор на взлетно-посадочной полосе)• высокоскоростной (соударение с птицей, попадание снаряда)

Page 40: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

Потеря несущей способности и разрушение(Fracture and Failure)

• Abaqus fracture/failure capabilities– CAE support– Cohesive elements– Технология Boeing Virtual Crack

Closure Technique (VCCT).В настоящей версии это решениеинтегрировано в модульAbaqus/Standard

Fracture Customer Review Team

Page 41: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

Перечень основных возможностей SIMULIA Abaqusв области моделирования композитных конструкций

q Простое моделирование и построение сеткиq Линейный статический анализ для оценки напряжений в слояхq Разрушение и развитие трещин в композитахq Расслоение под действием тепловых нагрузокq Использование различных теорий разрушения:

q Tsai-Wu, Tsai-Hill, Max Strain, Max Stressq VCCT анализ (раскрытие и закрытие трещин)q Предсказание межслоевых сдвиговq Моделирование процессов производстваq Вычисления плоских раскроевq Высокоскоростное/баллистическое соударениеq Расчет звукоизоляцииq Потеря устойчивости и закритическое поведениеq Возможности Macro моделированияq Возможности Micro моделированияq Стойкость при соударенияхq Визуализация напряжений/деформаций по толщинеq BVID (Barely Visible Impact Damage)q Визуализация распределения слоевq Связь с EXCEL для определения слоевq Собственные модели разрушенияq Интеграция с CAD системами

Page 42: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

Composites Lay-upинформация может

передаваться между CATIACPD и Abaqus/CAE

CompositesLink

for CATIA V5Design

Analysis

Geometry Zone Model Ply Model Manufacture

CompositesModeler forAbaqus/CAE

CATIA V5 CPD

Page 43: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

Три объединенных через V5 среды дляПроектирования, Численного Эксперимента,

Производства и Автоматизации

DESIGN EXPERIENCE

PRODUCE & AUTOMATE

LIFE CYCLE MANAGEMENT

3DCOLLABORATION

Page 44: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Page 45: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

Возможности моделирования композитных конструкций со сложной геометрией.

Page 46: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ДистрибьюторCatia v5 в России

– HetnetConsulting

Эксклюзивныйдистрибьютор

Abaqus в России истранах СНГ –

ТЕСИС

Page 47: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ГЕТНЕТ КОНСАЛТИНГ. ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ

1990 1995 2000 2006 - развитие

Создание компании ГЕТНЕТ. Партнерство попроектам с IBM. Начало разработокприкладного ПО (нефтедобыча, бухгалтерия).Миграция приложений. Сервис.

Начало поставок оборудования IBM.Авторизация по всему спектру оборудования.Получение статуса ведущего поставщикарешений IBM

Создание компетенции по решениям PLM/PDMDassault System. Заключение партнерскогосоглашения с IBM GS

Получение и подтверждение статуса Premier PartnerIBM. Создание Total Solution Center IBM. Созданиедемо-центра решений IBM. Заключение партнерскихсоглашений с HP, SUN, Cisco.

Создание практики операционного итехнологического консалтинга. Развитие экспертизыв области ERP/BI/MES/EAM

Предоставление услуг глобальногоаутсорсинга информационых технологий ибизнес-процессов

ФСК Тюменьэнерго

Руспромавто Силовые машины

ГСС Сухого Газпромбанк

Центральный банк РФ Вымпелком

Смоленскэнерго

IBM HP

Dassault System Microsoft

SUN Cisco

Oracle Software AG

ПАРТНЕРЫ КЛЮЧЕВЫЕ ЗАКАЗЧИКИ

КомпанияГЕТНЕТконсалтинг - №1в поставке, инсталляциии сервисе решений IBM(оборудование, ПО)

Увеличениеоборота

компании.

Качественныйрост

Page 48: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ПРИНЦИПЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

IBMHP

Dassault SystemMicrosoft

SUNCisco

OracleSoftware AG

GelioSoft

CROC

Digital Empire

Optima

Телеинком

Окружениепартнеров

КомпанияГЕТНЕТ

Отношения ЗАКАЗЧИКОтношения

ВЕНДОРЫ

ПАРТНЕРЫ

Операционный

ИТ-консалтинг

Технологический

ERP

EAM

PLM/PDM

BI

ЦОД

Системыхранения

Управление ИТ-ресурсами

Консалтинг

Корпоративныесистемыуправления

Системнаяинтеграция

Сервис

Сопровождение

Реформирование

Реструктуризация

Формализация

Реинжиниринг

Развитие

Обучение

Модернизация

Поддержка

Разработкаполитики ИБ

Техническаяреализация

Организационнаяструктура

Процессы

Персонал

Технологии

Информационнаябезопасность

ЭКС

ПЕРТИ

ЗАУС

ЛУГИ

ПОСТА

ВКИ

СЕРВ

ИС

ТРЕБОВАНИЯ

ЗАПРО

СЫ

ТЕХНОЛОГИ

ИЛУЧ

ШИЕПРАКТИ

КИ КРИТЕРИ

ИВЫБОРА

СТА

НДАРТЫ

КАЧЕС

ТВА

СТА

НДАРТЫ

КАЧЕС

ТВА

Page 49: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ГЕТНЕТ Консалтинг

Page 50: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

+ Конфигурирование, Поставка, Сопровождение продукцииPLM ( Dassault Systemes)

+ Консультирование по использованию программногообеспечения

+ Обучение специалистов по программам DassaultSystemes и специально разработанным

+ Проведение консалтинга по организации внедрениятехнологии управления базами знаний предприятия

+ Выполнение работ по комплексному внедрениюPLM-систем, включая CAD/CAM/CAE/PDM, САПР ТП иERP-систем.

+ Выполнение работ по промышленному дизайну

+ Разработка приложений

Page 51: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru51

ИМПОРТ (СОЗДАНИЕ) ОПОРНОЙГЕОМЕТРИИ В ABAQUS

Page 52: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru52

СОЗДАНИЕ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЙ СЕТКИ

Page 53: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q В Abaqus задаются свойства материалаq В модуле Composite Modeler создается Layup (выкладка)q В свойствах выкладки импортируется свойства материалаq Задается зона для будущего типового слоя

53

Page 54: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q Выделяется зона на геометрии для будущего слояq Возможно выделять зону как по граням и поверхностям

геометрии, так и по конечно-элементной сетке

54

Page 55: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q Осуществляется создание типового слоя для которого указывается:1. Зона укладки2. Координатная система3. Направление4. Точка начал выкладки

55

Page 56: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q После создания типового набора слоёв осуществляется наборвыкладки и определение порядка расположение слоёв вкомпозите

56

Page 57: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q На этом завершаются минимально необходимые действия длясоздания модели композитной конструкции

57

Page 58: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q Далее происходит экспорт заданных характеристик в AbaqusSections

58

Page 59: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q Создаются Секции материала, учитывающие укладку слоёв насложной геометрии.

59

Page 60: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q После создания слоёв с помощью инструмента Query – Ply StackPlot можно визуализировать и осуществить проверку созданныхслоёв

60

Page 61: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q В появившемся окне можно по зонам рассмотреть укладку,толщины и порядок созданных слоёв.

61

Page 62: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ИМПОРТ СВОЙСТВ КМ ИЗCATIA V5

62

Page 63: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q В Abaqus загружается ранее созданная геометрия с сеткой илиq Импортируется опорная геометрия из Catia и создается сеткаq В модуле Composite Modeler выбирается функция Map Layupq После этого происходит наложение характеристик из Catia на

созданную сетку

63

Page 64: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q Так выглядит tessellation сетка с помощью которойосуществляется импорт свойств из CATIA.

q Tessellation сетку возможно импортировать в Abaqus ноневозможно на ее основе проводить анализ

64

Page 65: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q После импорта свойств из Catia возможно просмотреть свойстваукладки композитного материала

65

Page 66: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q Так же возможно осуществить проверку импорта свойств спомощью инструмента Ply Stack Plot

66

Page 67: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

АНАЛИЗ КОМПОЗИТАВ ABAQUS

67

Page 68: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q Для послойного расчёта композитного материала необходимообозначить слои КМ в Output Request.

q Обозначение производится с помощью функции в CompositeModeller

68

Page 69: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q Далее конструкции для конструкции задаются нагрузки играничные условия

69

Page 70: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q При обработке результатов возможен вывод:1. Осредненных значений2. Значений для каждого слоя

70

Page 71: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q Пример вывода НДС для одного слоя композита

71

Page 72: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q Возможен вывод зон слоёв, соответствующих определенномукритерию, в виде «лоскутного одеяла»

72

Page 73: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

МОДИФИКАЦИЯ МОДЕЛИВ ABAQUS

И ЭКСПОРТ В CATIA

73

Page 74: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q Возможно осуществить редактирование свойств слоёв:направления укладки, толщины, и порядок выкладки

q Возможно создание новых усиливающих слоёв

74

Page 75: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q После модификации Layup возможно быстро модифицироватьмодель Abaqus и произвести анализ внесенных изменений

75

Page 76: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q В Catia импорт осуществляется с помощью модуля CompositeLink, который позволяет выбрать, какие из внесенныхизменений перенести в модель Catia

76

Page 77: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

q Модель Catia c добавленным новым слоем.q Конструктору остается выровнять его грани и подготовить

свойства для производства

77

Page 78: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

78

Page 79: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru79

Page 80: Совместноепроектированиеи …uncm.ru/files/uploaded/GetNet_Consalting_Kotelnikov.pdf · Вairbus §Спойлер ... catia v5 gsd+cpd(cpm) catia v5 ... q

ГЕТНЕТ Консалтинг www.hetnet.ru

Дистрибьютор CATIA V5 в России – HETNET Consulting

Эксклюзивный дистрибьюторAbaqus в России и странах СНГ – ТЕСИС

80