САПР (Cosmos / M )

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ. ОПИС МОДУЛІВ АНАЛІЗУ І МОЖЛИВОСТЕЙ СИСТЕМИ

1. . С0SM0S/М

COSMOS/М це побудована за модульним принципом автономна системааналізу МКЕ, що розробляється корпорацією Structural Research дляперсональних ЕОМ і робочих станцій. Вона включає модулі для вирішеннялінійних і нелінійних, статичних та динамічних задач аналізумеханічних конструкцій, а також польових задач теплопровідності, механікирідини і електромагнетизму. Є також модулі для вирішення низкиспеціальних завдань, таких як втомна міцність при циклічнихнавантаженнях і аналіз гідравлічних мереж. Система безперервно розвивається іудосконалюється з використанням самих передових методів, відповіднихстрімко прогресує технічних засобів. Програма COSMOS/M маємодульну структуру, однак користувач взаємодіє з нею тільки черезінтерфейс програми GEOSTAR. Всі внутрішні звернення та передачі управлінняавтоматизовані таким чином, щоб забезпечити користувачеві роботу врежимі однотипного екрану. Користувач будує модель, визначає всідані, необхідні для програми аналізу, виконує власне аналіз іоцінює результати - і все це, не виходячи із середовища GEOSTAR.

Кожній задачі має бути дано ім'я, яке є загальною для всіхфайлів, що відносяться до цього завдання. Назва кожного з цих файлів має своєрозширення, яке визначає тип міститься у файлі інформації. Уцьому посібнику всі файли, що відносяться до однієї задачі, називаються базоюданих завдання. Багато файли бази даних є спільними для всіх типіваналізу; деякі містять інформацію, що відноситься тільки до одного типуаналізу. Одна і та ж база даних може бути використана для виконаннярізних типів аналізу. COSMOS/M створює як двійкові файли, так і файли уформаті ASCII. Двійкові файли використовуються самою програмою для збереженнята відновлення інформації. Файли ASCII, з іншого боку, використовуютьсядля зберігання інформації, яка безпосередньо використовуєтьсякористувачем.

1.2.Краткій огляд модулів COSMOS/M

Система COSMOS/M включає пре-і постпроцесорів, різні модуліаналізу, інтерфейси з CAD-системами, транслятори і утиліти.

GEOSTAR: пре-і постпроцесорів

Модуль GEOSTAR є що працює в графічному режимітривимірний інтерактивний геометричний моделіровщік, що дозволяєгенерувати сітки кінцевих елементів, а також виконує функції пре-іпостпроцесорів при аналізі МКЕ. Геометричні можливості GEOSTARбазуються на методі змішаних граничних уявлень (В-гер) іпараметричних кубічних рівнянь.

Основне призначення GEOSTAR - виконання функцій пре-і постпроцесорівдля системи аналізу МКЕ COSMOS/M. Користувач може створювати модель,вводити всю необхідну для аналізу інформацію, виконувати власнеаналіз, використовуючи розрахункові модулі COSMOS/М і, нарешті, візуально оцінюватирезультати. Все це є безпосередньо в середовищі GEOSTAR в графічномуінтерактивному режимі під управлінням падаючого меню.

Різноманітні можливості геометричного моделювання в поєднанні згнучкими засобами створення кінцево-елементних сіток, дозволяють легкостворювати складні розрахункові моделі. Навантаження, граничні та початкові умовиможуть бути включені до відповідного геометричному елементу моделі вбудь-який заздалегідь визначеній системі координат.

Програму GEOSTAR вигідно відрізняє поєднання потужних можливостей,інтуїтивно зрозумілої структури і легкості в освоєнні.

Моделі, створені в інших системах геометричного моделювання (CAD),можуть бути введені в GEOSTAR за допомогою форматів DXF і IGES. Користувачупроцесі роботи в CAD-системі необхідно отримати файл в одному з цихформатів, а потім скористатися однією з команд GEOSTAR для введення моделі.
Також легко можна отримати опис моделі, побудованої в GEOSTAR, ввихідному файлі у форматі DXF або IGES для подальшого використання воднією з CAD-систем.

STAR: модуль лінійного статичного аналізу

Модуль STAR використовує для обчислення деформацій конструкцій лінійнутеорію, що використовує припущення малість переміщень. Для розрахункунапруг STAR викликає додатковий модуль STRESS. Нижче наведеноосновні особливості модулів STAR і STRESS:
. Розширена бібліотека елементів.
. Ізотропні, ортотропних, анізотропні і композитні властивості матеріалів.
. Критерій руйнування для композитних матеріалів.
. Запропоновані початкові зміщення вузлів з урахуванням або без урахування інших навантажень.
. Зміни, пов'язані ступеня свободи.
. Завдання рівнянь зв'язку.
. Теплові, вагові і відцентрові навантаження. "
. Балкові навантаження.
. Площинні ефекти при оцінці жорсткості.
. Розрахунок для складного навантаження за один прогін модуля.
. Введення в матрицю жорсткості додаткової невеликий пружності для запобігання її можливого виродження.
. Техніка суперелементов.
. Взаємодія рідини з твердим тілом.
. Елемент "Зазор з тертям".
. Постпроцессорние можливості: висновок лістингу зміщень і напруг; автоматичний вибір екстремальних значень зміщень і компонент напружень; візуалізація деформованого стану; анімація деформованого стану; багатобарвне подання полів деформації та напруги; представлені полів деформації та напруги в ізолініях; векторне подання полів деформації та напруги; висновок у лістинг і візуалізація зсувних і моментних компонент балкових елементів; кероване користувачем масштабування; комбінування зміщень і компонент напруги різних варіантів навантажень.

STRESS: додатковий модуль обчислення напружень для задач лінійноїстатики.

Модуль STRESS обчислює напруги в елементах і вузлах для більшостіелементів бібліотеки, використовуючи результати, отримані STAR. Напруження,викликаються складовими навантаженнями, обчислюються за один прохід модуля, акомбінування навантажень можливо на постпроцессорной стадії. Напруженняможуть бути отримані в будь-який попередньо певній системі координат.
Модуль STRESS підтримує всі можливості STAR

DSTAR: модуль обчислення власних частот і аналізу стійкості

Модуль DSTAR оцінює власні частоти і відповідні їм формивільних коливань конструкції. Він також дозволяє знайти критичнінавантаження та пов'язані з ними форми втрати стійкості. Далі відзначенінайбільш важливі особливості модуля DSTAR.

. Наявність кількох методів відшукання власних значень ітерацій в підпростори (аж до 150 значень), Ланцоша (аж до 150 значень), Якобі (всі власні значення), зворотний ступеневій (одне власне значення).
. Обчислення комплексних власних значень.
. Обчислення власних значень в заданій частотної області шляхом завдання частотного зсуву.
. Використання послідовності Штурма для виділення кратних власних значень.
. Матриці зосереджених і розподілених мас.
. Облік впливу плоскою навантаження на жорсткість. Можливість додати малу пружність.
. Постпроцессорние можливості: висновок лістингу власних частот і форм; висновок лістингу екстремальних значень форм; візуалізація форм; анімації форм; кероване користувачем масштабування.

HSTAR: модуль рішення задач теплопровідності

Модуль HSTAR вирішує завдання теплопровідності, що включають теплообмін зарахунок провідності, конвекції і випромінювання. Далі відзначені найбільш важливіособливості модуля HSTAR.
. Лінійна і нелінійна, стаціонарна і нестаціонарна теплопровідність.
. Температурно-залежні властивості матеріалів.
. Джерела і стоки тепла, що залежать від часу і температури.
. Граничні умови, що залежать від часу і температури: теплові потоки; конвекція; випромінювання.
. Запропоновані температури, що задаються як функції часу. (Кілька ітераційних обчислювальних алгоритмів): метод Ньютона - Рафсона; модифікований метод Ньютона - Рафсона.
. Обчислення коефіцієнтів спрямованості випромінювання.
. Постпроцессорние можливості: висновок в лістинг і візуалізація температур, температурних градієнтів і теплових потоків; висновок екстремальних значень; подання багатобарвної областю, в ізолініях і у векторному вигляді.

ASTAR: Модуль динамічного аналізу

Модуль ASTAR використовує результати, обчислені модулем DSTAR, і методрозкладання по власних форм для обчислення динамічної реакціїконструкції. Далі відзначені деякі важливі особливості модуля ASTAR.
. Розширена бібліотека елементів.
. Можливості аналізу: порушення у часовій області; збудження через підставу (включаючи сейсмічні навантаження); збудження в частотної області; ударний спектр; генерація спектру відповіді; випадкова вібрація; стаціонарний гармонічний аналіз; спектральна щільність потужності (випадковий відгук).
. Моделі демпфирования: скалярна; амортизаційна; з дискретної в'язкістю; з модальної в'язкістю; конструкційна.
. Початкові умови.
. Опції часу для масштабування навантажень.
. Аналіз напружених станів.
. Двох вузлові елементи "зазор з тертям", що працюють на стиск або розтяг.
. Постпроцессорние можливості: висновок в лістинг і візуалізація реакцій (зсуву, швидкості, прискорення і напруги); побудова графіків функцій часу або частоти для реакцій окремих вузлів і елементів; висновок до лістингу екстремальних значень, візуалізація в багатобарвних і векторних полях, а також ізолініях, масштабування під керуванням користувача.

NSTAR: модуль нелінійного аналізу конструкції

Модуль NSTAR вирішує задачі нелінійного статичного і динамічногоаналізу конструкцій. Далі відзначені деякі важливі особливості модуля
NSTAR.
. Розширена бібліотека елементів.
. Геометрична нелінійність: великі переміщення (загальна і модифікована формулювання

Лагранжіана); великі деформації (резиноподібного матеріали); керовані зазори, лінії і поверхні контакту.
. Фізична нелінійність: нелінійна пружність (Білінійна і довільна крива - напруга-деформація); гіпереластічность; пластичність; повзучість; термопластичність; нестисливі.
. Обчислювальні методи: методи управління включають: управління навантаженням; управління переміщенням (визначає рух вузла як функцію часу в заданому напрямку).
. Ітераційні методи включають: звичайний метод Ньютона - Рафсона (метод дотичних); модифікований метод Ньютона - Рафсона (метод дотичних); BFSG-метод (Бройда-

Флетчера-Голдфарб-Шанно) (метод січних), пошук лінії для покращення збіжності; управління числом ітерацій і похибкою.
. Навантаження: зосереджені сили; тиск; температури; відцентрові; вагові; консервативні і неконсерватівние; тимчасові функції для масштабування навантажень.
. Додаткові можливості: нелінійна стійкість (аналіз граничного навантаження); повторний запуск для продовження обчислень з заданого кроку (навантаження, метод рішення і крок інтегрування можуть бути змінені перед кожним повторним запуском); пов'язані ступеня свободи.
. Постпроцессорние можливості: висновок до лістингу переміщень, деформацій і напруг; висновок до лістингу екстремальних значень переміщень, деформацій і компонент напружень; візуалізація деформованих форм в заданих точках процесу; анімація деформованих форм; візуалізація в багатобарвних і векторних полях, а також ізолініях; масштабування під управлінням користувача, побудова графіків функцій часу для реакцій окремих вузлів і елементів.

CSTAR: модуль аналізу динаміки руйнувань

Модуль CSTAR виконує аналіз динаміки руйнувань в реальному часі,використовуючи точні схеми. Далі відзначені деякі особливості модуля CSTAR.
. Елементи: тривимірний стрижень (ферма) (TRUSS3D); тривимірна балка

(ВЕАМЗD); товста і тонка трехузловая оболонка (SНЕLL3 і SНЕLL3Е); четирехузловая оболонка (SHELL4); об'ємний пружний елемент (SOLID).
. Дво-і тривимірний нестаціонарний аналіз.
. Фізична та геометрична нелінійність.
. Автоматичне обчислення кроку інтегрування за часом виходячи з величини критичного кроку для попередження нестійкості, можливою внаслідок дуже великого кроку.
. Простий і ефективний оболончатий елемент (SНЕLL4), що вимагає мало пам'яті.
. Граничні умови: зміщення; швидкості; прискорення.
. Навантаження: зосереджені сили; тиск; визначені зміщення; тимчасові криві для масштабування навантажень в різних місцях.
. Постпроцессорние можливості: висновок до лістингу переміщень, деформацій і напруг; висновок до лістингу екстремальних значень переміщень, деформацій і компонент напружень; візуалізація деформованих форм в заданих точках процесу; анімація деформованих форм; візуалізація в багатобарвних і векторних полях, а також ізолініях; масштабування під управлінням користувача; побудова графіків функцій часу для реакцій окремих вузлів і елементів.

FSTAR: модуль аналізу втомної міцності

Модуль FSTAR використовує результати розрахунку напружень, отриманііншими модулями, для виконання аналізу втомної міцності. Модульдозволяє оцінити втомних довговічність (коефіцієнт запасу привтомної експлуатації) механічної конструкції при циклічномунавантаженні. Далі відзначені деякі найважливіші особливості модуля FSTAR.
. Розширена бібліотека елементів.
. Процедури аналізу: правило Минер; АSМЕ-норми для котлів і посудин тиску; спрощена пружнопластичних формулювання, що використовує специфікацію АSМЕ.
. Обчислення коефіцієнта експлуатаційного запасу в заданих положеннях.
. Автоматичне обчислення коефіцієнта експлуатаційного запасу у всіх вузлах.
. Спрощений введення.

Напруження беруться з результатів лінійного, нелінійного і динамічного аналізу, а також можуть бути безпосередньо введені користувачем.

Профілі напруг, що грунтуються на результатах, отриманих з інших модулів, можуть бути модифіковані користувачем перед виконанням аналізу втомної міцності.
. Параметри явища втоми і відповідне число циклів.
. Постпроцессорние можливості: висновок до лістингу коефіцієнтів експлуатаційного запасу; візуалізація розподілу коефіцієнтів запасу при втомної експлуатації у вигляді барвистих і векторних полів, а також у вигляді ізоліній; масштабування під управлінням користувача.

FLOWSTAR: модуль аналізу потоків рідини

Модуль FLOWSTAR дозволяє вирішувати дво-та тривимірні стаціонарні інестаціонарні завдання течії рідини, в яких також можуть бути враховані ітеплові ефекти. Модуль використовує метод штрафних функцій для вирішеннярівнянь Нав'є-Стокса і рівняння енергії для профілів швидкості, тискуі температури. Аналізуються як зовнішні потоки навколо тел довільнійформи, так і внутрішні течії в клапанах і теплообмінниках. Далівідзначені деякі найважливіші особливості модуля FLOWSTAR.
. Ламінарна течія в'язкої нестисливої рідини з урахуванням теплопереноса.
. Дво-і тривимірні ламінарні течії.
. Температурно-залежні властивості рідини.
. Стаціонарні та нестаціонарні потоки.
. Ньютонівські і неньютоновскіе рідини.
. Ізотермічні і неізотерміческіе потоки.
. Природна і вимушена конвекція.
. Наявність джерел тепла.
. Граничні умови задаються для наступних величин: швидкість; кінетична енергія; коефіцієнт дисипації енергії; вузлове відстань від твердої стінки; щільність; енергія; нульова нормальна швидкість для граничних елементів; температура; тиск; теплові потоки: конвекція.
. Постпроцессорние можливості: висновок в лістинг і візуалізація швидкостей, тисків, температур, зсувних напруг, функції струму, температурних градієнтів, турбулентної кінетичної енергії і коефіцієнтів дисипації енергії; висновок до лістингу екстремальних значень всіх перерахованих вище величин; візуалізація у вигляді барвистих і векторних полів, а також у вигляді ізоліній; масштабування під управлінням користувача.

ESTAR: модуль електромагнітного аналізу

Модуль ESTAR дозволяє вирішувати завдання електромагнетизму. Далі відзначенідеякі найважливіші особливості модуля ESTAR.
. Типи аналізу: двовимірний, осесиметричних і загальний тривимірний магніто-статичний аналіз з джерелами струму і постійними магнітами; дво-і тривимірний електростатичний аналіз; двовимірний і осесиметричних нестаціонарний електромагнітний аналіз; нелінійний аналіз, який визначається кривими намагнічування (В-Н) і/або кривими розмагнічування магнітів; аналіз перебігу струму в провідниках для обчислення розподілу струму і пітерь.
. Ітераційні методи розв'язання нелінійних задач: звичайний метод Ньютона-

Рафсона; модифікований метод Ниотона-Рафсона.
. Граничні умови: вузлові струми; щільність струму на елементі; напругу і магнітний потенціал; магнітна зв'язок; періодичні граничні умови.
. Постпроцессорние можливості: висновок в лістинг і візуалізація щільності магнітних потоків, інтенсивності магнітного поля, магнітних потенціалів, напруг, щільності електричного поля і щільності електричного струму; висновок до лістингу екстремальних значень всіх перерахованих вище величин; візуалізація у вигляді барвистих і векторних полів, а також у вигляді ізоліній; масштабування під управлінням користувача, збереження електричної енергії для електростатичного аналізу; магнітна енергія для магнітостатіческого аналізу; крутний момент для магнітостатіческого аналізу з використанням принципу віртуальної роботи.
. Інші властивості: Електро зв'язок для аналізу перебігу струму і завдань магнітодінамікі; аналіз крайових струмів; магнітомеханіческая зв'язок, коли результуючі магнітні сили можуть бути включені в завдання механічного аналізу.

MODSTAR, PLOTSTAR і GRAPHSTAR

MODSTAR це ранній варіант препроцесора, що працює в текстовому режиміі використовується для створення моделі та запуску на виконання різнихрозрахункових модулів. Для реалізації графічних можливостей при цьомувикористовуються модулі PLOTSTAR і GRAPHSTAR. Ці модулі можуть бути виконанібезпосередньо з середовища GEOSTAR.

OPTSTAR: модуль оптимізації конструкції

Модуль OPTSTAR це кінцево-елементна програма чисельної оптимізаціїконструкцій. Задача оптимізації базується на використанні вагиконструкції або її механічних характеристик в якості цільової функції,площі поперечного перерізу або товщини як конструкторських змінних і,нарешті, ваги конструкції або її механічних характеристик якобмежень. Чисельна програма оптимізації з можливостями аналізучутливості виконується у відповідності з наступними положеннями.
. Можливі цільові функції: вага моделі; переміщення вузлів в заданих напрямках; компоненти напружень на елементі; відносні переміщення між двома вузлами.
. Конструкторські змінні: площа поперечного перерізу стрижня (ферми); ширина і висота балки; товщина плосконапряженной пластини; товщина оболонкового елементу.
. Конструкторські обмеження: компоненти переміщення у вузлі; відносні переміщення між двома вузлами; компоненти напружень на елементі; верхня межа для ваги моделі; межі на конструкторські змінні.
. Інші можливості: навантаження у вигляді зосереджених сил і тисків; випадок багатоваріантності навантажень; вбудований аналіз чутливості; зв'язування конструкторських змінних; точна апроксимація обмежень.

COSMOS/M інтерфейси

До складу системи включені наступні інтерфейсні програми:

COSMOS/M DESIGNER. Автономна інтерфейсна програма для системи
AutoCAD. Вона дозволяє викликати на виконання обчислювальні модуліпрограми COSMOS/M прямо з-посеред AutoCAD через додаткове меню.
(AutoCAD продукція Autodesk, Inc.)

COSMOS/M ENGINEER. Автономна інтерфейсна програма для системи
Рго/ENGINEER на робочих станціях. Модулі аналізу COSMOS/M можуть бутивикликані на виконання прямо з-посеред COSMOS/M ENGINEER. (Рrо/ENGINEERпродукція Paremetric Technology Corporation)

COSMOS/M транслятори

У систему COSMOS/M входять наступні програми-транслятори форматівфайлів:

IGES

IGES - транслятор використовується для читання чи запису файлів у форматі
IGES. Цей транслятор може бути викликаний на виконання або на рівніопераційної системи, або з-посеред GEOSTAR.

DXF

DXF - транслятор використовується для читання - або запису файлів у форматі
DXF. Цей транслятор може бути викликаний на виконання або на рівніопераційної системи, або з-посеред GEOSTAR.

ANSYS

Двонаправлений інтерфейс для передачі даних між системами ANSYS і
COSMOS/M.

NASTRAN

Двонаправлений інтерфейс для передачі даних між системами NASTRAN і
COSMOS/M.

PATRAN

Двонаправлений інтерфейс для передачі даних між системами PATRAN і
COSMOS/M.

SINDA

Двонаправлений інтерфейс для передачі даних між програмою аналізутеплопровідності SINDA'87 і SINDA'85 і системою COSMOS/M.

NODSTAR/GEOSTAR

Вхідний командний файл для NODSTAR може бути згенерований в середовищі
GEOSTAR за допомогою команди MODINPUT. Вхідний командний файл для GEOSTARможе бути згенерований в середовищі MODSTAR за допомогою команди MOD2GEO.

здійсненні файли, потрібні для аналізу

1.3. Геометричне моделювання в GEOSTAR

1.3.1. Геометричні об'єкти

Набір геометричних об'єктів у GEOSTAR забезпечує користувачазручними і потужними засобами для створення сіток кінцевих елементів, атакож завдання навантажень, граничних і початкових умов. Ви можете визначатинавантаження і граничні умови безпосередньо на геометричних об'єктах, а
GEOSTAR автоматично зв'яже задані умови з відповідними вузлами абоелементами. Модулі аналізу ігнорують геометричну інформацію івикористовують тільки дані про вузли та елементах. Навантаження і граничні умовине сприймаються, якщо прикладаються до геометричних об'єктів, непов'язаним з сіткою кінцевих елементів. Короткий опис геометричнихоб'єктів і доступних при лінійному аналізі елементів GEOSTAR дано нижче.

Точки

Точки являють собою найбільш прості об'єкти GEOSTAR і,отже, займають нижчий щабель в ієрархії. Вони є складовоючастиною всіх інших ступенів ієрархії. Точки можуть бути створені або шляхомсклоку на активній координатної сітки на площині, або завданням їхкоординат у просторі. Крім того, точки можуть бути отримані абоперезадани за допомогою операцій типу симетричного відображення, перекидання
(flipping), копіювання та багатьох інших.

Лінії

Лінії представляють собою одномірні параметричні об'єкти,утворені з точок у просторі. У GEOSTAR може бути автоматичноЗгенеровано безліч типів ліній, включаючи прямі лінії, конічнікриві, сплайни і криві Безьє. Крім того, лінії можуть бути отримані абоперезадани за допомогою операцій типу симетричного відображення, перекидання
(flipping), видавлювання (extruding), копіювання та багатьох інших.
Орієнтація лінії визначається порядком з'єднання точок і відображаєтьсястрілкою. Символ стрілки за замовчуванням не виводиться, але може бути отриманий здопомогою команди АСТМАRК. При необхідності орієнтація лінії може бутизмінена за допомогою команди СRRЕРАR, що знаходиться в меню GЕОМЕ-
ТRYСURVESСRМАNIР.

Поверхні

Поверхні представляють собою двовимірні параметричні об'єкти,які можуть бути як плоскими, так і викривленими. У розпорядженнікористувача є вичерпний набір команд для генерації таманіпулювання з поверхнями, зокрема, операції симетрії, перекидання
(flipping), видавлювання (extruding), ковзання (gliding), волочіння
(dragging), масштабування і багато інших. При генерації поверхонь полініях виконується автоматичне узгодження орієнтації цих ліній, такщо користувач може генерувати поверхні, не піклуючись про це.
Параметричні координати поверхні ідентифікуються символом
«Зірочка» (*), який з'являється на першій параметричної осі у їїпочатку. Друга параметрична ось починається у вугіллі, найближчому дозірочці. Для створення плоских і криволінійних поверхонь євеликий набір команд.

Формальне представлення поверхні в просторі вимагає, щобкожна пара граничних ліній, розташованих на протилежних сторонахповерхні, мала одну і ту ж орієнтацію. Ця умова виконуєтьсяпрограмою автоматично, надаючи користувачеві свободу задаватиграничні лінії довільним чином. Перед побудовою поверхні GEOSTARвиконує необхідну репараметрізацію ліній до тих пір, поки залишаєтьсяможливість отримати самопересекающуюся поверхню.

Отримати зображення маркера «зірочка» для ідентифікаціїпараметричних осей на поверхні можливо с, допомогою команди

АСТМАRК. Команда SFREORNT може бути використана для змінинапрямки перших параметричної осі на протилежне, а команда SFREPAR - длязаміни першого параметричної осі поверхні.

Обсяги

Обсяги являють собою тривимірні параметричні об'єкти. Урозпорядженні користувача є вичерпний набір команд для генераціїі маніпулювання з обсягами, зокрема, операції симетрії, перекидання
(flipping), видавлювання (extruding), ковзання (gliding), волочіння
(dragging), масштабування і багато інших. При генерації обсягів деякікоманди виконують автоматичне узгодження орієнтації, так щокористувач може генерувати геометричні об'єкти, не піклуючись пронеобхідності міняти їх орієнтацію.

Параметричні координатні осі обсягу ідентифікуються за допомогоюмаркерів «зірочка» і «стрільця». Зірочка з'являється на першійпараметричної поблизу осі, її початку. Друга параметрична вісьпочинається з кутка, найближчого до зірочці, а третій ідентифікується здопомогою стрілки.

Для правильного уявлення обсягу рекомендується забезпечити наступне:

1. Нормалі до будь-яких двох протилежних поверхнях, що визначаєобсяг, повинні мати однаковий напрямок, тобто ці поверхні маютьбути однаково орієнтовані.

2. Слід бути відповідність між локальними параметричнимикоординатами для будь-яких двох протилежних поверхонь, що визначаютьобсяг. Це відповідність відображається символами «зірочка»,ідентифікують першого направляючу лінію. На будь-який з протилежнихповерхонь ці символи повинні мати одне й те саме відноснерозташування.

3. І знову в GEOSTAR користувачеві немає потреби входити в розглядвищезазначених подробиць для більшості випадків, включаючи створенняобсягів регулярної форми, тому що замість цього може бути використаний прапоравтоматичного узгодження. Такі команди як VL2SF, VL4SF, VLCRSF, VL4CRмають подібний прапор в числі параметрів, тому необхідні зміни приформуванні обсягу можуть бути виконані автоматично.

контури

Контури (contours) представляють собою замкнуті послідовностіліній, що лежать на одній площині і що використовується для визначення регіонів
(областей). У GEOSTAR можуть бути визначені як однорідні, так інеоднорідні контури. Однорідні контури мають однорідний розподілелементів, яке визначається або середнім розміром елемента, або числомелементів на контурі. При створенні неоднорідних контурів задаються абосередній розмір елемента, або число елементів на кожній лінії, що входить доконтур. Ця інформація використовується при формуванні сітки кінцевихелементів на регіоні.

Регіони

Регіон (region) визначається одним зовнішнім контуром і максимумдев'ятнадцятьма внутрішніми контурами. Всі контури регіону повинні лежати водній і тій же площині. Формування сітки кінцевих елементів на регіоніздійснюється у відповідності з параметрами, заданими в утворюючих йогоконтурах.

Багатогранник

багатогранників (polyhedron) в GEOSTAR називається безперервназамкнута багатостороння межа, що визначається групою поверхонь і/аборегіонів. Багатогранник може бути створений лише в разі, якщо GEOSTARзможе знайти єдину замкнуту кордон, приєднуються даний регіон абоповерхню в межах деякого заданого допуску. Таким чином,багатогранник є комбінацією подібних поверхонь та регіонів і можебути покритий сіткою кінцевих елементів оболонкового типу з допомогою команди
МА_РН. Ця команда використовує всі доступні поверхні та регіони длястворення багатогранника. Якщо багатогранник формується на основі тількидеякого підмножини пов'язаних поверхонь або регіоном, заданих длямоделі, користувач повинен, перш за все, виділити необхідні об'єкти втак званий список вибору, використовуючи команди з підменю CONTROL-SELECT.
Область простору, укладена в багатогранники або між групоюбагатогранників, може бути згодом визначена як особливий об'ємнийоб'єкт, званий ЧАСТИНА.

Частина

Частиною (part) в GEOSTAR називається область простору, укладенаусередині одного багатогранника, або між групою багатогранників. Увизначенні частини може бути використано до 50 багатогранників. Частина можеавтоматично покриватися сіткою кінцевих елементів за допомогою команди
MA_PART.

1.3.2. Системи координат

Різні системи координат використовуються при створенні геометричнихоб'єктів, а також для завдання навантажень і граничних умов. При побудовіточок і вузлів, визначенні навантажень і граничних умов можуть бутивикористані прямокутна, циліндрична та сферична системи координат.
При побудові інших геометричних об'єктів можуть використовуватисятільки прямокутні системи координат. Системи координат з номерами 0, 1 і
2 автоматично визначаються в GEOSTAR відповідно як загальна
(глобальна) прямокутна, загальна циліндрична і загальна сферична. Всіінші системи координат є місцевими (локальними). Координатиточок і вузлів, а також вузлові переміщення, отримані при обчисленнях,можуть бути виведені в листинг в будь-який з певних систем координат.

Навантаження і граничні умови інтерпретуються щодо поточноїактивної системи координат.

Місцева система координат елементу (ECS) використовується при обчисленнінапруги. За замовчуванням ECS, що визначається типом елемента і порядкомпроходження вузлів, вважається місцевою системою координат і має контрольнийномер - 1. Інші величини відносяться до використання системи координат.
Значення ECS виводиться в лістинг за допомогою команди ELIST.

1.4. Генерація сіток кінцевих елементів у GEOSTAR

Генерація сітки кінцевих елементів це процес отримання вузлів іелементів. Сітка утворюється шляхом завдання вузлів та їх подальшогоз'єднання для визначення елементів. Різні підменю генерації вузлів іелементів на заданих об'єктах забезпечують користувача зручнимизасобами для реалізації цього процесу. У міру можливості, а також уряді випадків виходячи з практичності, процес створення сіток виконуєтьсябезпосередньо на геометричних об'єктах. На, якому б етапіформування моделі в

GEOSTAR елемент не створювався, з ним зв'язуються поточні активніатрибути: тип елемента, набір геометричних властивостей, набір фізичнихвластивостей і система координат елементу (команда EPROPSET пропонує іншіпроцедури для завдання атрибутів елементів).

1.4.1. Параметричний генерація сіток кінцевих елементів

Параметрична генерація сіток кінцевих елементів застосовується дляпараметрезованих геометричних об'єктів, таких як лінії, поверхні таобсяги. Користувачеві пропонується задати кількість елементів і параметрнеоднорідності (spacing ratio) для кожного напряму. Для створення сітокна геометричних об'єктах є наступні команди.

M_PT-генерація сітки одновузлового елементів типу MASS в точках.

M_CR - генерація сітки двох і трьох вузлових одновимірних елементів типу
TRUSS3D або BEAM3D на лініях.

M_SF - генерація сітки плоских елементів типу PLANE2D або SHELL наповерхнях.

M_VL - генерація сітки просторових елементів типу SOLID або MAG3D вобсягах.

MPTDEL - знищення вузлів і елементів маси в заданих точках.

MCRDEL - знищення вузлів і ферменних або балкових елементів, пов'язанихіз заданими лініями.

MSFDEL - знищення вузлів і оболонкових елементів, пов'язаних заданимиповерхнями.

MVLDEL - знищення вузлів і об'ємних елементів, пов'язаних із заданимиобсягами.

1.4.2. Автоматична генерація сіток кінцевих елементів

При автоматичної генерації сітки кінцевих елементів формується сітказ трикутних елементів для таких об'єктів як поверхню, регіон,багатогранник і частина. Здається або середній розмір елемента, або числоелементів.

MA_RG - ген?? рація сітки плоских трьох вузлових елементів на регіоні,використовуючи установки, зроблені для окремих контурів.

MA_SF - генерація сітки плоских трьох вузлових елементів на поверхні.

MA_PTRG - генерація сітки на регіоні радіального розбіжним з точки,з можливістю поліпшити сітку безпосередньо біля цієї точки.

MA_CTRG - генерація сітки на регіоні радіального типу, розбіжним відодного з внутрішніх контурів, з можливістю поліпшити сіткубезпосередньо біля цього контуру.

MA_NUSF - генерація неоднорідною сітки на поверхні з можливістю длякористувача задавати число елементів на кожній стороні поверхні.

MA_PTSF - генерація сітки на поверхні радіального типу, що йде врозрізз точки, з можливістю поліпшити сітку безпосередньо біля цієї точки.

МА_CRSF - генерація сітки на поверхні радіального типу, що йде врозрізвід однієї своїх сторін, з можливістю поліпшити сітку безпосередньо білязаданої сторони.

МА_РН - автоматична генерація сітки на многогранники.

МА_PART - автоматична генерація сітки на частини. МАЯОСН - модифікаціясітки на регіоні шляхом зміни числа вузлів елементів.

MARGCH - модифікація сітки на поверхні шляхом зміни числа вузлівелементів.

MASFCH - знищення вузлів та елементів, пов'язаних з регіоном.

MARGDEL - знищення вузлів та елементів, пов'язаних з поверхнею.

1.4.3. Інші методи створення сіток кінцевих елементів

У всіх випадках, коли геометричний об'єкт, вкритий сіткою кінцевихелементів, використовується для генерації одного і декількох додатковихоб'єктів того ж типу, при включенні відповідного прапора все зновустворені об'єкти будуть покриті сіткою, подібної сітці вихідного об'єкта.

Двовимірні кінцеві елементи (наприклад, SHELL4) можуть бути отримані шляхомтаких операцій, як видавлювання (extruding), залишення сліду при обертанні
(sweeping), волочіння (dragging) або ковзання (gliding), застосованих доодновимірним елементів (наприклад, TRUSS2D).

Двовимірні кінцеві елементи можуть бути отримані шляхом таких операцій,як видавлювання (extruding), залишення сліду при обертанні (sweeping),волочіння (dragging) або ковзання (gliding), застосованих до покритимсіткою лініях при включенні відповідного прапора для поверхонь.

Тривимірні кінцеві елементи (наприклад, SOLID) можуть бути отримані шляхомтаких операцій, як видавлювання (extruding), залишення сліду при обертанні
(sweeping), волочіння (dragging) або ковзання (gliding), застосованих додвовимірним елементів (наприклад, SHELL 4).

Тривимірні кінцеві елементи можуть бути отримані шляхом таких операцій,як видавлювання (extruding), залишення сліду при обертанні (sweeping),волочіння (dragging) або ковзання (gliding), застосованих до покритимсіткою поверхнях чи регіонами при включенні відповідного прапора длябагатогранника.