SIMULIA 2021 – новые возможности. Состоялся онлайн-вебинар, на котором были представлены новые возможности программы SIMULIA

С новинками продуктов компании Dassault Systèmes 2021 участников вебинара ознакомил Иван Подколзин, старший консультант по индустриальным решениям, ответственный за развитие бренда SIMULIA в России и СНГ, Dassault Systèmes. В ходе своего выступления он коснулся основных нововведений в 3DEXPERIENCE + Abaqus CAE, Abaqus Standard, а также Abaqus Explicit.

Обновления в платформе 3DEXPERIENCE

Как отметил Иван Подколзин, компания Dassault Systèmes нацелена на реалистичное моделирование – от автомобилестроения и авиационной отрасли вплоть до расчетов смартфонов и моделирования одежды. В долгосрочной стратегии Dassault Systèmes уже многие годы занимается последовательной интеграцией приобретенных и созданных самой компанией разрозненных решений в рамках единой платформы 3DEXPERIENCE, единой экосистемы разработки продуктов.

Начав с общего обзора возможностей платформы, Иван Подколзин указал, что сегодня 3DEXPERIENCE является платформой для реализации бизнес-процессов предприятия, из которых он выбрал для детального рассмотрения 3D-моделирование, а также сектор V+R – численное моделирование и оптимизацию, оставив вне обзора такие сегменты процесса разработки, как, например, управление проектами. Платформу 3DEXPERIENCE Иван Подколзин назвал «основой цифровизации предприятия, дата-центричной системой, которая позволяет инженерам комбинировать виртуальные и реальные данные». Кроме того, 3DEXPERIENCE также представляет собой открытую (для коннекторов) платформу, нацеленную на инновации.

Платформа 3DEXPERIENCE предлагает нам персонализацию применения посредством инструмента My Dashboard: вы можете быть конструктором, расчетчиком, управляющим проектом и т.д. – в зависимости от этих ролей будет меняться доступный для пользователя набор функциональных возможностей и уровень допуска к данным. Таким образом, эта система позволяет не только конструировать и рассчитывать решения, но также работать с большими распределенными командами инженеров, обеспечивая им масштабируемые решения для закрытия потребностей пользователей различного уровня.

Платформа 3DEXPERIENCE помогает трем целевым сообществам: 1) руководителям, принимающим решения; 2) инженерам-конструкторам; 3) расчетчикам («прочнистам»,

Что касается подготовки геометрии, то улучшения коснулись создания так называемой срединной поверхности: обеспечивается устойчивая работа на сложных штампованных деталях из автомобилестроения, а также большая надежность в работе с деталями после металлообработки из Aerospace. В следующей версии программы, которая появится в 2022 году, будет реализовано автозалечивание при отсутствии поверхностей (missing faces) и предупреждения с большей информативностью. Среди других нововведений Иван Подколзин отметил: работу с логотипами, не имеющими общих граней (non-manifold edges), и упрощенную геометрию на выходе после очистки (необходимое условие для успеха в создании срединной поверхности).

В области создания сетки и моделирования появились новые возможности фильтрации геометрии, а также изменения в интерфейсе. Далее, появился просмотрщик возможности создания сетки. Был значительно переработан весь механизм виртуальной топологии: появился новый алгоритм топологии, который лучше соответствует линиям геометрии и обеспечивает лучшее мэппирование на небольших и более простых участках – все это в конечном итоге приводит к улучшению природы сетки и ее регулярности. Кроме того, появилась возможность автоматического учета наложенных ограничений внутренних граней сглаженной поверхности; появилась автоматическая привязка к внутренним граням сглаженной поверхности. Усовершенствования также коснулись задания секции композитной оболочки. Шаблон соединения (или правило) теперь поддерживает coupling, tie и настройки соединений – это показывает, что продукт Dassault Systèmes движется в сторону все большего автоматизма. Сетка соединения теперь может быть сгенерирована (обновлена) в диалоговом окне соединения с помощью новой кнопки Update mesh. При использовании исключительно четырехугольных элементов улучшение алгоритма привело к лучшим результатам в варианте с Full Quad. Иван Подколзин также отметил улучшения в распознавании сварочных точек, распознавании виртуальных болтов с использованием точек и линий.

Кроме перечисленных выше ключевых нововведений в области создания сетки и моделирования Иван Подколзин также отметил: дополнительные предупреждения пользователю; контроль качества элементов («плохие элементы»); привычные в Abaqus опции для каплингов (различные весовые коэффициенты); улучшение распознавания tie; переработанную опцию Point Fastener’s Assembled construct; новые опции фильтрации при визуализации соединительного функционала; сварка с «фаской»; улучшения при экспорте в NASTRAN; улучшения в секции панели сдвига (Shear Panel Section); автоматическое задание зоны термообработки Heat Affected Zone; «отвязывание» сетки от геометрии; создание совместимого соединения между сетками разного размера.

Перейдя к расчетным шагам и запуску, Иван Подколзин прежде всего отметил повышение производительности мэппирования: была улучшена функция обработки больших наборов данных при их переносе (мэппировании), например, давления на сложных поверхностях; новая методика позволяет избежать затратный процесс переноса (мэппирования) во время расчета. Докладчик также указал на улучшения при перезапуске расчета, на улучшение производительности (по отдельным сценариям было достигнуто ускорение до 360 раз, по сравнению с предыдущей версией ПО). Появилась опция выбора собственных форм для частотного диапазона, возможность установки сенсоров по умолчанию. Особо стоит отметить возможность переноса расчета SOLIDWORKS Simulation в 3DEXPERIENCE и улучшение пропускной способности расчетов в облаке (снижение длительности до 70%).

В качестве второстепенных улучшений Иван Подколзин отметил: опции ползучести и вязкости материалов; добавление (привычной в Abaqus) опции амплитуды на основе общего времени расчета (Amplitude based on total simulation time); добавление Assistant в прочностной расчет (Mechanical Scenario); улучшения при импорте файлов в формате NASTRAN; Scripting Openness (API support) для расчетных шагов (поддержка Python); поддержку вложенных расчетных случаев («матрешка» из load cases); активацию и деактивацию load cases; ускорения отдельных операций в 3-360 раз; возможность выбора и изменения сразу нескольких объектов расчетных шагов одновременно.

В секторе работы с результатами и постпроцессинга докладчик отметил модификации возможности отображения симметричной модели; очень удобные опции Copy/Past опций результатов. Обновленная анимация обеспечивает возможность поддержки создания анимационных видеороликов с качеством HD. Появились улучшения в работе с Legend and Plots settings; был добавлен Path along geometric edge; появились улучшения в Tensor component display control; отображение вариации величин по толщине (through Thickness Plots); улучшен функционал сравнения результатов; улучшен функционал манипуляций с результатами (Plot sectioning enhancements); улучшен функционал графиков (ХУ Plot); улучшен функционал работы с результирующими сил и моментов (Resultant sensor).

 

Обновления в Abaqus CAE

В Abaqus CAE новая реализация устраняет 3DX private station и dashboard; запуск CAE из 3DX (коннектор для Abaqus/CAE) on-premises или on-cloud. В Abaqus CAE теперь можно открывать существующую модель или импортировать геометрию с платформы, используя поиск ENOVIA из CAE. Сохраняя данные в 3DEXPERIENCE, можно выбирать файлы для сохранения в Simulation Object (SO); с SO-файлом, содержащим Abaqus .inp, допускается запуск расчета в Simulation Manager на облаке; можно также запустить расчет в САЕ и сохранить затем результаты в 3DX, включая автоматически созданную облегченную репрезентацию результатов (lightweight visualization results). Далее, параметр файлы среды Abaqus plugin_central_dir теперь может содержать несколько местоположений; плагины и пользовательские приложения могут быть размещены в abaqus_plugins в установочном, домашнем и начальном каталогах или в любом месте, указанном plugin_central_dir.

Иван Подколзин отдельно отметил улучшения в SolidWorks Associative Interface: экспорт multibody part как отдельные детали (детали SolidWorks с набором тел переносятся в САЕ как набор деталей); сохранение информации по границам (boundary) – при импорте в САЕ они не теряются; экспорт конфигурации сборки (теперь при обновлении модели в САЕ учитывается конфигурация сборки в SolidWorks). Отметим также и предмет особой гордости разработчиков – прямой импорт компонентов CATIA v5 доступен в Linux!

Докладчик также упомянул и менее заметные нововведения продукта Abaqus CAE: Renumber nodes/elements в контексте модуля Assembly; запрос значений с использованием локальной системы координат; поддержка опций: GAP CONDUCTANCE / RADIATION / CONVECTION; добавление Analytical Field для толщин индивидуального слоя композита; добавление колонки Material в Section Manager; добавление Contact Property Assignments в зависимости от материалов; новые критерии для Surface Property Assignments Support (Abaqus/Standard): добавление Small Sliding для General Contact; расширения функционала для оптимизации типа Sizing; оптимизация: плоскостная/циклическая симметрия с несимметричной сеткой; сжатие результатов: ODB Reducer/Builder Plugin.

 

Обновления в Abaqus Standard

В секторе «Контакт» Иван Подколзин отметил улучшения в расчетах со сложным изменением трения – это может быть особенно актуально, например, при расчете прокладки трубопровода в контакте с морским дном.

Значительные изменения коснулись сектора линейных расчетов, где можно отметить современную технологию конечных элементов, а также усовершенствованные модели материалов, сложные наложенные ограничения и современные матричный ввод и абстракции в виде субструктур. Также в этой области появились широкие возможности демпфирования на уровне материала и на уровне системы; различные варианты вывода, включая особые функции линейного анализа, такие как факторы акустического вклада для сопряженного структурно-акустического анализа, поток энергии для анализа частотной характеристики и среднеквадратичное напряжение Мизеса в анализе случайной реакции. Отметим также высокопроизводительные масштабируемые прямые и модальные решатели, поддерживающие многоядерность, работающие с DMP и использующие устройства GPGPU.

Производительность и масштабирование линейного анализа с несколькими случаями нагружений (load cases) были значительно улучшены. Была значительно улучшена производительность вывода данных по элементам в процедурах линейного анализа и добавлена параллелизация вывода данных по элементам при расчете собственных значений. Кроме того, появился улучшенный функционал secondary base motion в локальной или глобальной системе координат. Были также внесены улучшения в матричную проверку субструктур (Enhanced substructure matrix check). Появился улучшенный интерфейс для утилиты abaqus substructurerecover.

В сегменте «Материалы» Иван Подколзин указал на то, что данные на вывод по началу разрушения можно использовать для оценки склонности материала к повреждению без моделирования прогрессивного разрушения. В XFEM критерий начала разрушения нужно использовать вместе с DAMAGE EVOLUTION для моделирования роста трещин. Можно указать четыре отдельных закона развития разрушения – по одному для каждого из четырех механизмов инициирования. В качестве альтернативы можно указать менее четырех законов эволюции разрушения. В этом случае механизмы инициирования, не имеющие соответствующего закона развития разрушения, используют первый указанный закон развития разрушения. Новый тип Distribution Туре может обеспечить распределение ориентации для анизотропного материала.

Перейдя к «Элементам», Иван Подколзин сосредоточил внимание на технологии расчета обратного развертывания. Первоначальный фокус – это прогнозирование развернутой геометрии, включая линию обрезки. Обеспечивается оценка пластической деформации, вызванной во время формовки, без детального моделирования процесса формовки. При этом используется деформационная теория пластичности, пропорциональное нагружение.

Затем докладчик перешел к разделу «Механика разрушения». Связанные элементы со степенями свободы по температуре и перемещениям теперь расширены (enriched), что позволяет моделировать распространение трещин на основе XFEM. При этом учитывается теплопередачу за счет теплопроводности, излучения и тепловыделения на поверхностях трещин. Этот метод используется при расчете разрушения диска в процессе торможения.

Иван Подколзин показал использование моделирования распространения трещин на примере расчета гидроразрыва пласта, что сейчас особенно актуально для предприятий нефтегазовой отрасли России. Говоря об улучшении производительности модуля XFEM, докладчик указал на то, что в последние годы были внесены значительные улучшения в надежный расчет 3D-непланарного роста трещины. Были также улучшены алгоритмы нелокального усреднения напряжений для определения направления распространения трещины и алгоритмы сглаживания для прогнозируемого нормального направления трещины вдоль фронта трещины.

Перейдя к итеративному решателю для систем с наложенными ограничениями, Иван Подколзин отметил, что новый алгоритм справляется с большими Distributing Coupling. В качестве примера Подколзин привел расчет модели муфты с двумя большими Distributing Couplings, показав улучшение производительности по отдельным показателям до 49%.

Эту часть доклада Иван Подколзин завершил обзором мотивации для последовательного расчета резервуара, указав на поддержку элементов типа пирамида и вывод POR для STATIC. Последовательное моделирование коллектора поддерживает переход сетки с элементами пирамиды, которые в настоящее время недоступны в полностью связанном анализе с поровым давлением-напряжением (из-за отсутствия элемента C3D5P). При этом пользователь может просмотреть POR в качестве альтернативы для просмотра FVn. Эти инструменты в особенности необходимы нефтяникам.

 

Обновления в Abaqus Explicit

В сегменте «Контакт и Наложенные ограничения» Иван Подколзин указал следующие модификации: нелинейный рост контактной жесткости по умолчанию; жесткость в контакте можно варьировать (penalty stiffness scale factor); энергия от трения на каждом узле (данная переменная поможет лучше понять трение); по умолчанию половина работы трения в контакте передается на каждую контактирующую поверхность (но это можно изменить задав нужную долю работы трения как свойство поверхности); контактная узловая область для каждого узла с активными контактными силами (на основе вкладов площадей от смежных граней поверхности, спроецированных на плоскость, которая перпендикулярна текущему вектору нормальной силы узлового контакта). Как считает Иван Подколзин, эти инструменты особенно востребованы при изготовлении шин.

Говоря об улучшении по выводу результатов, Иван Подколзин отметил автоматический вывод переменной Status. Он также указал на новые переменные History Output – EVOL, IVOL: IVOL – только для твердотельных элементов; EVOL – для всех. Данная опция может быть полезной в качестве диагностики для отслеживания чрезмерно искаженных элементов или элементов, которые показывают огромное падение DT.

В завершение своего обзора Иван Подколзин уделил внимание росту производительности программного обеспечения Dassault Systèmes, указав на возможности так называемой «гибридной параллелизации» (это одновременное применение совместной памяти для вычислений внутри узлов и распределенной памяти для вычислений между узлами) для больших моделей. Суть гибридных параллельных вычислений заключается в увеличении масштабируемости, уменьшении дорогостоящих расходов на передачу сообщений и использовании производительности совместной памяти. Выбор оптимального сочетания двух способов распараллеливания позволяет заметно ускорять вычисления, повышая масштабируемость, и эффективно использовать возможности устройств.

Поделиться:
Спецпроект

Цифровая перезагрузка лесного комплекса

Подробнее
Спецпроект

Цифровые цели спортивной индустрии

Подробнее

Подпишитесь
на нашу рассылку