Pevnostní analýza v AIP 2. díl – Význam a zaměření modulu Pevnostní analýza

Před tím, než se pustíme do první analýzy v Autodesk Inventoru Professional, je potřeba si nejprve vysvětlit, k čemu samotný modul Pevnostní analýzy v Inventoru slouží, na co ho lze, resp. nelze použít, a jak zapadá do pracovního procesu.

Obr. 1 – Modul Pevnostní analýza najdeme na kartě Systémové prostředí, panel Zahájení.

Modul Pevností analýzy není plnohodnotným výpočetním nástrojem. Tento modul slouží konstruktérovi jako „jednoduchý“ nástroj pro ověření návrhu, zda neobsahuje hrubé chyby, zda někde nedochází ke zbytečnému plýtvání materiálem a obecně – zda je jeho návrh životaschopný. Analýzy z modulu pevnostní simulace by neměly být podkladem pro verifikaci experimentálních dat, odhalování chyb u již existujících výrobků nebo pro kombinované analýzy. Pro takové účely je potřeba použít dedikovaný výpočetní software, jako je např. Autodesk Simulation.

Obr. 2 – Takto vypadá prostřední modulu Pevnostní analýza pokud do něj vstoupíme.

Odlišnosti od dedikovaných numerických analýz v softwaru tomu určeném (např. výše zmíněný Autodesk Simulation) je mnoho. Pro takovéto analýzy se používá zpravidla speciální, často zjednodušený model nebo pouze jeho část. Důraz je kladen na symetrie a adekvátní použití prvků (nosníkové prvky, skořepinové prvky atd.), což jsou přístupy, které snažně snižují výpočtový čas a v podstatě i cenu simulace. Obecně lze říci, že je kladen velký důraz na optimalizace, aby ona analýza netrvala déle, než je nezbytně nutné.

Obr. 3 – Prostřední Autodesk Simulation. Můžeme srovnat s Obr. 2. Schéma prostředí může vypadat na první pohled stejně, při bližším zkoumání zjistíme nesrovnatelně množství jiných možností.

Samozřejmostí je, že podrobnou analýzou by se měl zabývat výpočtář a ne konstruktér. Konstruktér zpravidla nemá detailní znalosti o problematice výpočtů, nelinearitách, materiálových modelech, vhodnosti použití jednotlivých řešičů a jiných úskalích numerických analýz. Toto je práce výpočtáře, který naopak nemá detailní znalosti o konstruování.

Kdy tedy modul Pevnostní analýza použít? Zařazení pevnostní simulace do pracovního postupu (workflow), spadá do oblasti verifikace návrhu, kde je již naše myšlenka plně zachycena, zpracována a neplánujeme velké změny. Autorem takové analýzy by měl být autor samotného 3D návrhu, který je předmětem zájmu. Výsledkem by mělo být rozhodnutí, zda 3D návrh plně vyhovuje požadavkům a je možné ho poslat do dalšího stupně pracovního procesu. Pokud použijete Inventor kdekoliv jinde, zpravidla narazíme, protože modul Pevnostní analýza jinam cílen není.

Obr. 4 – Zařazení pevnostní simulace do pracovního procesu (workflow).

Z výše uvedeného cílení se odvíjí mnohé limity výpočetního modulu Pevnostní analýza. Uživatel ji nemá plně pod kontrolou, velká část procesu je řešena automatickými algoritmy, která se spíše zeptají na uživatelův názor než na to „jak by si to přesně přál.“

Všechny tyto restrikce plynou z omezení kanibalizace vlastních zákazníků, kteří potřebují numerické simulace a dodržení šířky portfolia Autodesku. Pokud zákazníci potřebují jednoduchou verifikaci 3D návrhu, vystačí si Inventorem Professional, pokud potřebují cokoliv jiného, sáhnou po plnohodnotném výpočetním řešení Autodesk Simulation.

Rada na závěr: Nenuťte konstruktéry dělat práci výpočtářů a naopak.

Příště se podíváme na konkrétní omezení z pohledu mechaniky a metody MKP.