NX Nastran

NX Nastran — инструмент для проведения компьютерного инженерного анализа (CAE) проектируемых изделий методом конечных элементов (МКЭ) от компании Siemens PLM Software. NX Nastran вместе с дополнительными решателями предназначен для решения как статических, так и динамических линейных и нелинейных задач инженерного анализа.^[1]

История создания

В 1964 г. национальное агентство по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) для поддержки проектов, связанных с космическими исследованиями и, в частности, для проведения анализа и проектирования средства выведения ракеты носителя «Сатурн V», — ставит задачу разработки программного пакета для проведения конечно-элементного анализа изделий. Выпуск первой коммерческой версии пакета программ NASTRAN (NASA STRuctural ANalysis) состоялся в 1972 году. Одной из компаний, участвовавших в разработке, была MSC (MacNeal-Schwendler Corporation). В 2003 году, компания UGS приобрела исходный код программы у MSC.Software, среду и права для дальнейшей разработки и предложения решения на рынке. Современное решение от компании Siemens PLM Software — решатель NX Nastran.^[2][3][4]

Описание

Решатель NX Nastran обеспечивает выполнение полного набора инженерных расчетов, включая расчет напряженно-деформированного состояния, собственных частот и форм колебаний, анализ устойчивости, решение задач теплопередачи, исследование установившихся и неустановившихся процессов, нелинейных статических процессов, нелинейных динамических переходных процессов, анализ частотных характеристик, отклика на динамические и случайные воздействия.

Решатель NX Nastran доступен совместно с инженерными системами для подготовки расчетных моделей NX и Femap или в виде самостоятельного приложения, используемого на специально выделенных CAE серверах или высокопроизводительных вычислительных кластерах с любыми совместимыми инструментами пре-/постпроцессорной обработки NX Nastran.

Система NX Nastran распространена в таких областях промышленности, как аэрокосмическая, автомобильная, судостроение, тяжелое машиностроение, медицина и товары народного потребления, обеспечивая анализ напряжений, вибраций, долговечности, передачи тепла, шума/акустики и аэроупругости. Система обеспечивает высокую степень интеграции с большим числом CAE приложений.

Пакет средств разработки NX Nastran SDK предоставляет пользователям программы инструменты разработки, предназначенные для упрощения использования возможностей NX Nastran в собственных клиентских и отраслевых инструментах.^[5]

В декабре 2008 г. Siemens PLM Software сообщила о том, что с помощью NX Nastran специалистам компании удалось решить сложнейшую статическую линейную пространственную задачу механики деформируемого твердого тела (МДТТ) для крыла самолета, находящегося под действием изгибающих нагрузок. Для КЭ решения задачи была разработана полномасштабная пространственная КЭ модель, которая содержала ~ 98 млн оболочечных и ~ 49 млн пространственных конечных элементов. Общее число уравнений — ~ 500 млн уравнений. Время КЭ расчета составило менее 18-ти часов на 8-ми ядерном сервере IBM Power 570.^[6][7]

NX CAE

В портфель CAE-решений Siemens PLM Software входят две основные системы автоматизированного инженерного анализа методом конечных элементов (МКЭ) — NX Advanced Simulation и Femap. Обе они основаны на базе решателя NX Nastran, который позволяет осуществлять решение различных задач, вплоть до самых сложных нестационарных нелинейных процессов, описываемых системами нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных. Решатель NX Nastran — это ядро, в котором осуществляется численное решение этих систем уравнений.^[8]

NX Advanced Simulation — модуль среды проектирования NX для подготовки геометрической модели, создания конечно-элементной (КЭ) модели, подготовки данных для передачи в решатель NX Nastran (или другой решатель), визуализации и анализа полученных результатов. Система позволяет использовать все преимущества геометрического ядра Parasolid при подготовке и упрощении геометрической «конструкторской» модели для создания конечно-элементной модели.^[9]

В июне 2008 г. вышла новая версия CAD/CAM/CAE PLM-системы NX — NX6. NX 6 объединяет средства редактирования 3D-геометрии, модуль автоматического создания конечно-элементных сеток, а также систему расчета методом конечных элементов (МКЭ) NX Nastran. Технология Advanced Simulation в NX 6 основана на подходе Design Freedom, синхронной технологии и обеспечивает быструю оценку вносимых в конструкцию изменений, работая с геометрией, созданной в произвольной САПР.^[10][11] Femap — среда моделирования и конечно-элементного анализа входит в линейку Velocity Series и обладает всем функционалом для решения инженерных задач. В декабре 2008 года вышла новая версия системы — Femap 10.^[12]

Источники

1. ↑ Siemens PLM Software. Раздел NX CAE.. Архивировано из первоисточника 8 апреля 2012. Проверено 23 сентября 2009.
2. ↑ MacNeal, Richard H., «The NASTRAN Theoretical Manual», December 1972.
3. ↑ Норенков И. П. Краткая история вычислительной техники и информационных технологий. // Наука и образование : Приложение к журналу «Информационные технологии». — 2005. — № 9.
4. ↑ Center-IT. История САПР.
5. ↑ Обзор NX Nastran.
6. ↑ Компания Siemens PLM Software объявила о решении задачи рекордной размерности с использованием программного обеспечения NX Nastran. : Пресс-релиз. — 15 декабря 2008.
7. ↑ Компания Siemens PLM Software объявила о решении задачи рекордной размерности. // CADReview : Новости. — 15.12.2008.
8. ↑ Время думать о CAE. // САПР и графика. — март 2009. — № 3. — С. 61-63.
9. ↑ Обзор NX Lifecycle Simulation.
10. ↑ PC Week. Новости. Siemens PLM Software выпускает САПР NX 6.
11. ↑ Siemens PLM Software начинает поставки NX 6 : Пресс-релиз. — 29 июля 2008.
12. ↑ Siemens PLM Software начинает поставки Femap 10 : Пресс-релиз. — 18 декабря 2008.

Литература

• Гончаров П. С., Ельцов М. Ю., Коршиков С. Б., Лаптев И. В., Осиюк В. А. NX для конструктора-машиностроителя. — ИД ДМК Пресс. Москва, 2010. — 504 с. — ISBN ISBN 978-5-94074-590-7
• Louis Komzsik. What Every Engineer Should Know about Computational Techniques of Finite Element Analysis, Second Edition. — CRS Press, 2009. — 350 с. — ISBN 9781439802946

См. также

• Siemens PLM Software
• NX
• CAE
• Синхронная Технология
• Femap
• Parasolid