ALGOR
2009年2月12日 浏览:169391 评论:2 收藏:1
大型通用多物理场有限元分析软件ALGOR
ALGOR是由美国ALGOR公司开发的世界知名的多物理场分析软件,被广泛应用于各个行业的产品设计与开发中,其功能包括结构、流体、热、电场、压力容器与管道设计等,不仅可以进行一般的线性/非线性静力/动力分析、稳态/瞬态温度场分析、二维/三维的稳态/非稳态流体动力分析、电场分析、刚柔体机械运动学分析等,还可以进行多场耦合分析。ALGOR软件在具备强大的多物理场分析功能的基础上,最大的特点是易学易用、界面友好、操作简单,可以极大地提高软件使用人员地分析效率,在从事设计、分析的科技工作者中享有盛誉,被誉为"世界上学习周期最短的多物理场分析软件"。
ALGOR-FEMPRO
FEMPRO是ALGOR进行有限元建模、结果评价与显示的用户界面,它提供了完善而方便易用的有限元分析界面。FEMPRO具有广泛的CAD接口并支持了ALGOR强大的分析功能,包括考虑线性、非线性材料模型的静力和机械运动仿真(MES)、线性动力、稳态和瞬态热传递、稳定和非稳定流、静电以及完全多物理场。
图形用户界面
Kerotest的工程师用Pro/ENGINEER对他们的POLYBALLTM阀门建模,并用ALGOR线性静力分析功能对阀门的壁厚、管道过渡形状以及天然气流经的阀门内部形状等进行了参数优化。
ALGOR广泛的CAD接口使得用户可以从CAD环境中直接进入ALGOR分析界面,并保持参数相关。强大的智能网格工具保证了网格生成的高效性、精确性和有效性。
ALGOR的集成用户界面支持广泛的CAD实体建模工具,为所有的分析类型提供了方便易用的有限元建模、结果评价和显示的界面。
连杆机构模型通过采用InCAD技术的直接CAD/CAE数据交换接口由SolidEdge(左)传入,模型被用于进行MES分析来研究其运动行为以及运动过程导致的应力(右)。
FEMPRO的功能包括: ■ Windows风格的操作内嵌的工具条可以快速访问程序选项 ■ 多视图窗口 ■ 动态显示的快捷键和鼠标控制 ■ 模型数据的树式管理,用户可以直观地获取所有必要信息 ■ 按照分析进程的特定步骤进行裁剪的上下文相关菜单 ■ 实时的数据检查可以保证数据合理,减少输入错误 ■ 鼠标右键功能可以施加、修改和删除载荷、约束和有限元参数 ■ 载荷和约束集功能可以管理不同的设计方案 ■ 材料库管理器和内置的材料库 ■ 具有索引和查找功能的HTML帮助
前处理
提供了一整套完整的建模工具,包括: ■ Alibre Design Basic参数化、基于特征的实体建模系统为Autodesk Inventor、Mechanical Desktop、Pro/E、SolidEdge、SolidWorks、CADKEY、Alibre Design、Rhinoceros提供直接的CAD接口支持与Autodesk Inventor、Pro/E、SolidEdge、SolidWorks参数关联支持通用CAD数据格式ACIS、IGES、STEP、STL、DXF、CDL中面提取工具可将CAD模型中的薄的实体特征简化为板/壳单元网格构建与编辑 ■ 自动、智能、基于特征的网格细化功能和细化区域的点选功能 ■ 采用六面体、四面体或者混合网格对零件和装配进行全自动网格划分
后处理
直观友好的图形环境提供了强大的后处理功能和工具,如特征透明选项、多窗口显示、快速动态观察控制和各种用户化选项,如用户定义调色板和注释等。对于所有的分析结果可以: ■ 显示结果等值图或者图表 ■ 输出BMP, JPG, TIF, PNG, PCX 和 TGA格式的图形文件结果动画显示,AVI文件输出数据处理,如应力线性化、结果组合等 ■ 自动创建文本或HTML格式的计算报告
FEMPRO功能简介
建模 ■ Alibre Design Basic参数化、基于特征的三维实体建模系统 ■ 动态拖动装配中的零件,检查正确的约束定义的功能 ■ 为Autodesk Inventor、Mechanical Desktop、Pro/ENGINEER、SolidEdge、SolidWorks、CADKEY、Alibre Design、Rhinoceros提供直接CAD支持 ■ 特征抑制工具可以手工或基于特征尺寸抑制几何细节与Autodesk Inventor、Pro/ENGINEER、Solid Edge、SolidWorks保持参数关联 ■ 支持通用CAD数据文件格式ACIS、IGES、STEP、STL、DXF、CDL ■ 将来自任何CAD系统的零件组装为整体FEA模型 ■ FEA模型可以继承CAD模型中实体模型的零件名称和颜色 ■ 基于CAD模型单位自动选择单位系统 ■ 拷贝、分割、倒角、相交、反射、移动、旋转、缩放、裁剪/延伸以及其它三维实体模型生成命令 ■ 采用NURBS、多线条和B-样条建立复杂表面模型 ■ 基于指定端点或中点自动建立销轴和球绞
网格划分 ■ 有限元模型绘制工具,包括半自动、结构化网格生成选项,提供了生成表面和实体网格功能 ■ 自动 非结构化2维网格划分功能 ■ 自动非结构化3维四边形或三角形表面网格生成和细化 ■ 自动、智能、基于特征的网格细化功能和细化区域的点选功能 ■ 中面提取工具可以将CAD模型中的薄的实体特征简化为板/壳单元 ■ 采用六面体(8或20节点)、四面体(4或10节点)或者混合单元(结合表面六面体和内部四面体单元)自动生成实体FEA网格并且提供内置的长宽比检查 ■ 装配零件之间的自动网格匹配
结果评价 ■ 模型显示和结果评价的集成环境与基于OpenGL的三维动态观察选项和丰富的色彩 ■ 模型和分析按材料和结果进行着色渲染 ■ 结果等值图绘制: · 位移、应力、应变、塑性应变和反力 · 主应力方向的矢量图 · 静态及时间相关温度分布、热流和热通量 · 流体流速、压力和涡量 · 反力及流体产生的应力张量 · 流体产生的最大和最小主应力 · 流体速度的矢量图 · 电压分布 · 电流分布 · 电流流线和矢量图 ■ 各种结果量的向量图o 求解过程中实时查看结果 ■ 剪力、弯矩图 ■ 载荷曲线图 ■ 各种结果量的关系曲线、变化曲线显示 ■ 结果查询 ■ 模型切片显示 ■ 透明(半透明)显示 ■ BMP、JPG、TIF、PNG、PCX、TGA等多种图形输出格式 ■ 结果动画显示 · 动画显示各种结果量 · 生成AVI格式动画文件 ■ 结果数据处理 · 应力线性化 · 重量、体积、重心、惯性矩计算 · 精度估计 · 结果组合 · 导出量计算 · 快速傅立叶(FFT)变换 · 结果列表查询
用户界面 ■ 树式管理的Windows风格的界面,多视图窗口和内嵌工具条 ■ 鼠标右键功能可以施加、修改和删除载荷、约束和有限元参数 ■ 动态显示的快捷键和鼠标控制 ■ 内置的数据检查可以保证数据合理 ■ 载荷和约束集功能可以管理不同的设计方案 ■ 载荷、约束的拖拉拷贝功能 ■ 材料库管理器包括了一般材料库并提供了导入、建立和管理用户材料库的功能 ■ 提供了完善的查找功能用于查找和应用标准的截面特性 ■ 图例、标注、背景、色彩等的控制
开放性 ■ 公开、开放的数据结构 ■ 内置的脚本和宏工具 ■ 支持即插即用的用户开发或第三方附加分析模块
ALGOR结构分析
结构分析功能可以进行考虑线性和非线性材料的静力分析和动力分析,并且可以考虑惯性效应,将大位移的机械运动和应力分析结合在一起,可以分析结构的运动、应力及变形,直观地观察机构的运动和运动导致的结果,如冲击、屈曲和永久变形等。ALGOR提供的完善 而方便的有限元建模、结果评价与显示的用户界面FEMPRO为结构分析提供了完整的解决方案。
建模
ALGOR结构分析提供了线性、非线性、静力、动力、刚体、柔体运动学分析,可以将刚柔体运动学分析与应力分析结合起来,提供了机 械运动仿真(MES)的完美解决方案。上图为千斤顶承载过程分析。
使用MES分析眼睛的运动和应力分布情况,用于研究视网膜脱落。其研究成果可以用于解释、预防视网膜脱落并改进其治疗。
上图为汽车轮胎和轮毂装配的机械运动分析,显示了车轮在和护拦等的物体碰撞过程中,应力随时间的变化情况,并计算了残余应力 。
惠普公司用MES预测备用磁带驱动器中的磁带的应力水平,在此基础上提出设计方案以降低磁带的应力。
对上图的管道系统的部件进行了频率响应分析以确定其在泵产生的简谐载荷作用下的动力响应。
Triple Eight Race Engineering公司采用ALGOR优化赛车上的一系列承载部件,他们的努力得到了回报,在第二年(2002年)的全英汽车冠军锦标赛中:车手、车队和制造商都获得了冠军。
■ 对于梁单元,可以直接使用AISC截面属性 ■ 可以交互式定义梁截面方向 ■ 可以定义梁截面的偏置 ■ 机构向导KinePak可以定义连接机构并且可以动态考察各种基本机构的运动,如四连杆机构、触发器、滑块/曲柄,1、2、3类控制杆以及三角架 ■ 其它建模功能请参阅FEMPRO产品介绍
分析功能
■ 线性或非线性静力分析 ■ 线性或非线性动力分析 ■ 线性或非线性材料的刚体或柔体运动学分析 ■ 多体接触和相互作用 ■ 考虑材料非线性、几何非线性 ■ 子模型 ■ 流体动力效应 ■ 电压感应效应 ■ 载荷刚化效应 ■ 阻尼效应 ■ 重量、重心及质量惯性矩计算 ■ 屈曲分析 ■ 模态分析 ■ 响应谱分析 ■ 随机振动分析 ■ 谐响应分析 ■ 瞬态分析 ■ 预应力分析 ■ 残余应力分析 ■ 热应力分析 ■ 蠕变分析 ■ 失效分析 ■ 可以与其它场(热,流体,电磁)进行耦合分析
材料模型
■ 线弹性各向同性 ■ 线弹性正交各向异性 ■ 线性温度相关各向同性 ■ 线性温度相关正交各向异性 ■ 塑性 ■ 变切 ■ 曲线描述 ■ 具有截断拉力的曲线描述 ■ Drucker-Prager ■ 等向强化的Von Mises ■ 随动强化的Von Mises ■ 等向强化的Von Mises曲线 ■ 随动强化的Von Mises曲线 ■ 热弹性 ■ 热塑性 ■ 粘弹性 ■ 粘塑性 ■ Mooney-Rivlin ■ 多系数(5或9常数)Mooney-Rivlin ■ Ogden ■ 压电材料 ■ 通用压电材料
单元库
■ 二维和三维运动单元 ■ 二维和三维水力单元 ■ 接触单元 ■ 耦合单元 ■ 间隙单元 ■ 弹簧单元 ■ 阻尼器单元 ■ 平动和转动激励器单元 ■ 滑块单元 ■ 管单元 ■ 二维单元 ■ 三维桁架单元 ■ 三维梁单元 ■ 索单元 ■ 三维膜单元 ■ 三维膜 平面应力单元 ■ 三维板单元 ■ 三维壳单元 ■ 三维六面体单元 ■ 三维四面体单元 ■ 刚性单元
载荷与约束
■ 初始速度和转动 ■ 碰撞面 ■ 点对面接触 ■ 面对面接触 ■ 动摩擦 ■ 时间相关载荷曲线 ■ 多载荷曲线 ■ 节点力、追随力、表面力和边线力 ■ 力矩 ■ 节点和表面温度 ■ 节点和表面电压 ■ 节点指定位移和转动 ■ 压力和表面力 ■ 追随压力 ■ 静水压力 ■ 分布载荷 ■ 重力和离心力 ■ 节点、表面和边线的全局和局部坐标约束 ■ 节点、表面和边线变刚度局部坐标约束 ■ 端部释放 ■ 节点集中质量 ■ 质量惯性矩 ■ 节点集中质量 ■ 质量惯性矩 ■ 位移-周期谱 ■ 加速度-周期谱 ■ G-周期谱 ■ 加速度功率谱密度 ■ G功率谱密度 ■ 地面或地基移动 ■ 可变面载荷和激励力频率
分网及后处理
■ 参阅FEMPRO产品介绍
ALGOR多物理场分析
真实世界的力学行为通常是多个场同时作用的结果,通过多物理场分析软件,工程师可以模拟多物理因素共同作用下产品的行为。ALGOR提供了可以模拟结构、热、流体、静电等各种自然现象的分析工具,并可以自动地在不同的物理环境分析之间传递结果。ALGOR提供的完善而方便的有限元建模、结果评价与显示的用户界面FEMPRO为多物理场分析提供了完整的解决方案。
建模
Gyrus 医学股份有限公司的工程师们利用多物理场软件来确定温控电极的温度和热应力分布,该电极在关节内窥镜外科手术中用来加热软组织。
Adiabatics公司的工程师用多物理场软件分析了在原型试验中出现了裂缝的军车柴油机气缸盖的热结构行为。
Nelson使用ALGOR的热分析功能来优化宽量程氧气传感器,该传感器可以使汽车更清洁、更有效。
惠普公司用ALGOR的非稳定流分析功能优化了热喷墨打印头的进墨流道的墨流,从而使打印质量达到最优。
上图所示采用焦耳加热的点焊系统中,在两块金属薄板之间通过电流将二者永久焊接,对其进行静电流和电压分析以确定电流分布,静电结果随后被直接用于稳态热分析来确定温度分布。
■ 对于梁单元,可以直接使用AISC截面属性 ■ 可以交互式定义梁截面方向 ■ 可以定义梁截面的偏置 ■ 机构向导KinePak可以定义连接机构并且可以动态考察各种基本机构的运动,如四连杆机构、触发器、滑块/曲柄,1、2、3类控制杆以及三角架 ■ 其它建模功能请参阅FEMPRO产品介绍
分析功能
结构分析 ■ 请参阅‘结构’产品介绍
热分析 ■ 稳态热传递 ■ 瞬态热传递 ■ 热传导、热对流、热辐射 ■ 自然对流 ■ 强迫对流 ■ 热应力 ■ 热接触 ■ 焦耳热
流体分析 ■ 稳定流 ■ 含有湍流模型的稳定流分析 ■ 非稳定流 ■ 含有湍流模型的非稳定流分析 ■ 多孔介质流 ■ 自然对流 ■ 强迫对流 ■ 粘性流 ■ 重力驱动流动分析 ■ 涡流发散模拟 ■ 速度分布 ■ 滞留时间 ■ 流固耦合
静电分析 ■ 静电流、静电压 ■ 静电场强度和电势
多场耦合分析 ■ 热分析与静力、动力分析耦合 ■ 静电分析与静力、动力、 热分析耦合 ■ 热分析与流体分析耦合 ■ 任意物理场之间的耦合
材料模型
结构分析材料模型 ■ 请参阅‘结构’产品介绍
热分析材料模型 ■ 热各向同性 ■ 热正交各同异性 ■ 温度相关热各向同性 ■ 温度相关热正交各同异性
流体分析材料模型 ■ 流体各向同性 ■ 流体正交各同异性 ■ 流体各向同性幂率 ■ 流体正交各同异性幂率
静电分析材料模型 ■ 静电各向同性
单元库
结构分析单元 ■ 请参阅‘结构’产品介绍
热分析单元 ■ 传热杆单元 ■ 二维热单元 ■ 热板单元 ■ 四面体热单元 ■ 六面体热单元
流体分析单元 ■ 二维流体单元 ■ 三维流体单元
静电分析单元 ■ 二维静电单元 ■ 三维四面体静电单元 ■ 三维六面体静电单元
载荷与约束
结构 ■请参阅‘结构’产品介绍
热 ■ 初始温度 ■ 强制温度 ■ 表面温度 ■ 对流 ■ 温度相关对流 ■ 辐射 ■ 体对体辐射 ■ 热通量 ■ 内部热生成 ■ 温度相关内部热生成
流体 ■ 指定速度 ■ 表面指定速度 ■ 边线指定速度 ■ 压力 ■ 表面力 ■ 重力 ■ 时间相关载荷曲线 ■ 多载荷曲线
静电 ■ 指定电压 ■ 表面电压 ■ 电流密度
分网与后处理
■ 参阅FEMPRO产品介绍
ALGOR MEMS仿真
微机电系统(MEMS)是一种尺寸细小如盐粒或针眼的微机构,将机械元件、传感器、激励器和电子器件集成在一块硅基片上。ALGOR提供的MEMES解决方案将静电分析和应力分析结合在一起,而且可以对MEMS装置的封装、保护和接口元器件进行设计和优化。ALGOR完善而方便的有限元建模、结果评价与显示的用户界面FEMPRO为MEMS分析提供了完整的解决方案。
建模
上图为采用MES对一个MEMS压电微泵进行分析后得到的最大应力分布云图,该微泵应用于生物医学领域,如用于把微量、精确的药剂输入糖尿病患者或化疗患者的体内。
Siwave公司的工程师们采用MES对MEMS光学开关施加冲击载荷,计算应力和位移随时间的变化情况。右上角的图片为该器件的显微照片,右下角为其真实尺寸和一美分硬币的比较图。
在MEMS放射状梳齿马达上施加电压,采用ALGOR的静电分析功能计算由此产生的静电力。
■ 机构向导KinePak可以定义连接机构并且可以动态地考察各种基本机构的运动如四杆机构、触发器、滑块/曲柄,1、2、3类控制杆以及三角架 ■ 其它建模功能请参阅FEMPRO产品介绍
分析功能
MEMS的分析功能包括: ■ 静电分析功能可以计算表面电荷产生的力 ■ 静电流和电压 ■ 静电场强度和电压 ■ 线性动力学分析 ■ 考虑线性和非线性材料的静力分析功能,并可以预测静电力驱动的机电效应 ■ 考虑线性和非线性材料的刚、柔体机械运动仿真(MES),并可以预测静电力驱动的机电效应 ■ 应用于机械运动仿真(MES)和静力分析的压电材料模式
材料模型
■ 弹性 ■ 塑性 ■ 变切 ■ 曲线描述 ■ 具有截断拉力的曲线描述 ■ Drucker-Prager ■ 等向强化的Von Mises ■ 随动强化的Von Mises ■ 等向强化的Von Mises曲线 ■ 随动强化的Von Mises曲线 ■ 温度相关的正交各向异性 ■ 热弹性 ■ 热塑性 ■ 粘弹性 ■ 粘塑性 ■ Mooney-Rivlin ■ 多系数(5常数)Mooney-Rivlin ■ 多系数(9常数)Mooney-Rivlin ■ Ogden ■ 线弹性各向同性 ■ 线弹性正交各向异性 ■ 线性温度相关各向同性 ■ 线性温度相关正交各向异性 ■ 压电材料 ■ 通用压电材料 ■ 静电各向同性
单元库
■ 二维和三维运动单元 ■ 二维和三维流体动力单元 ■ 通用接触单元 ■ 接触单元 ■ 耦合单元 ■ 阻尼器单元 ■ 平动和转动激励器单元 ■ 滑块单元 ■ 管单元 ■ 弹簧单元 ■ 二维单元 ■ 三维桁架单元 ■ 三维梁单元 ■ 三维膜单元 ■ 三维膜平面应力单元 ■ 三维板单元 ■ 三维壳单元 ■ 三维六面体单元 ■ 三维四面体单元 ■ 间隙单元 ■ 索单元 ■ 刚性单元 ■ 静电二维单元 ■ 静电三维六面体单元 ■ 静电三维四面体单元
载荷与约束
■ 初始速度和转动 ■ 碰撞面 ■ 点对面接触 ■ 面对面接触 ■ 静、动摩擦 ■ 时间相关载荷曲线 ■ 多载荷曲线 ■ 节点力、追随力、表面力和边线力 ■ 力矩 ■ 节点和表面温度 ■ 节点和表面电压 ■ 节点、表面和边线指定位移和转动 ■ 压力和张力 ■ 可变面载荷 ■ 追随压力 ■ 静水压力 ■ 分布载荷 ■ 重力和离心力 ■ 节点、表面和边线的全局和局部坐标约束 ■ 节点、表面和边线变刚度局部坐标约束 ■ 端部释放 ■ 集中质量 ■ 质量惯性矩 ■ 位移-周期谱 ■ 加速度-周期谱 ■ G-周期谱 ■ 加速度功率谱密度 ■ G功率谱密度 ■ 地面或基础运动 ■ 加速度和力的激励频率 ■ 给定电压 ■ 电流和电荷密度
结果评价与显示
■ 结果评价与显示功能请参阅FEMPRO产品介绍
ALGOR管道设计与分析模块PipePak
ALGOR的PipePak给管道设计人员和工程师定义完整管道系统并依据工业标准管道规范进行结构分析提供了工具。PipePak的设计、分析、校验和报告功能使得工程师可以更快地创建更好、更可靠的管道系统。
界面
PipePak包括了多种设计选项:1)内置的电子表可以定义管道布局; 2)内置的图形环境提供了三维、真彩色的结果查看功能; 3)报告向导可以生成规范的,用户化的计算报告。
澳大利亚Cronulla污水处理厂引入了先进的处理过程以提升了其适应人口增长的能力。 PipePak被用来优化给生物反应器提供空气的新的通风系统。
PipePak的基于Windows的图形用户界面包括: ■ 基于Windows的界面提供右键功能、多视图和嵌入工具条 ■ 树式视图可以方便地浏览和查看所有的管路系统数据 ■ 数据输入对话框便于数据输入、查看和修改 ■ 可以从单个或多个电子表数据格或行中剪切、拷贝和粘贴数据 ■ 可以直接根据选中构件进入对应的定义该构件电子表位置 ■ 三维动态查看选项,包括方位、旋转、缩放等 ■ 内置数据库管理,可以增加、修改、删除数据,比如管道尺寸、材料参数、许用应力、阀门、法兰、风载、地震、泵、吊架、塑胶管道参数 ■ 内置数据检查确保输入合理 ■ 对允许温度范围进行检查 ■ 支持标准和用户定义单位系统 ■ 对管道组件可以方便地应用应力强化因子,比如接搭法兰、阀门以及变厚度或具有其它物理参数的弯头 ■ 集成的报告观看可以显示输入和输出报告
建模
PipePak给工程师提供了建立管道系统模型的若干途径:直接在内置的基于Windows的电子表中定义管道布局、在Superdraw模型工具中绘制管道系统、在Superdraw中打开CAD通用图形文件并修改几何模型、打开其它管道软件的文件等。 ■ 提供了定义完整管道系统的易用选项(管道走线和组件): ·输入坐标的电子表 ·图形化绘图工具 ·多种几何输入操作(导入其它管道或CAD软件模型) - CADPIPE - CAESAR II - Intergraph PDS - AUTOCAD - IGES ·上述任何绘图、电子表、几何输入的组合 ■ 包括了行业标准的管道组件: ·ANSI管道尺寸规格 ·ANSI B16.5(密封直径)法兰 ■ 吊架设计和选择: ·Basic Engineers ·Bergen Paterson ·Flexider ·Grinell ·Power Piping ■ 膨胀节设计和选择 ■ 提供了常用管道数据: ·应力强化因子 ·集中力 ·集中重量 ·集中质量 ·切割/延长
分析功能
管道系统分析可以确定静态或动态应力,并确保在使用压力、温度和现场载荷下管道符合管道规范。 ■ 线性静力分析 ■ 固有频率(模态) ■ 响应谱分析(单点和多点) ■ 频率响应分析 ■ 时间历程 ■ 支持如下工业标准管道规范 ·ASME B31.1-2001动力管道 ·ASME B31.3b-2002工艺管道 ·ASME B31.4a-2002液态烃及其它液体管道输送系统 ·ASME B31.8a-2000气体传输与配给管道系统 ·ASME Section III Division 1-Subsection NC 第二类组件(2002) ·ASME Section III Division 1-Subsection ND 第三类组件(2002) ·英国规范BS806(1993) ■ 法兰、减震器和旋转设备的嵌入分析 ■ 内置的喷嘴柔性计算
材料模型
■ 各向同性 ■ 正交各向异性 ■ 纤维玻璃强化塑性(FRP)
单元库
■ 直管 ■ 弯管 ■ 阀门 ■ 减压器 ■ 波纹管 ■ 法兰 ■ 三通节
载荷与约束
■ 力 ■ 力矩 ■ 指定位移 ■ 温度 ■ 压力 ■ 偶遇载荷 ·风载 ·地震 ·船舶管道的颠簸摇摆 ■ 多个压力、热、位移和偶遇载荷同时作用 ■ 常见管道约束和支座 ·锚 ·刚性支座 ·弹簧支座 ·常力吊架 ·临时吊架 ·减震支座 ·导向支座 ·定位线支座 ·转动支座 ·倾斜支座 ·单向约束支座 ·挡板支座 ·支座位移 ■ 考虑管道和支座间的摩擦效应
结果评价与显示
内置的图形环境提供了广泛的结果评价和显示功能,包括: ■ 观察直径、走势、壁厚、腐蚀余度、绝缘层、组成、材料、压力、温度 ■ 线框图或阴影图显示管路系统 ■ 控制模型显示选项,包括尺寸线、名称位置、标注、符号等 ■ 动态裁剪面可以交互式对复杂管路系统切片或局部隐藏 ■ 通过树式视图或OpenGL图形窗口交互选择管路系统的组件 ■ 显示变形图、力、力矩、模态振型、应力等值图如规范应力、主应力、纵向应力、周向应力等 ■ 变形和模态分析结果的动画显示 ■ 标注结果最大、最小值位置 ■ 下列结果的文本列表(可以随时间变化): ·位移 ·力 ·力矩 ·支座反力 ·应力 ■ 内置的对所有结果按照ASME和ANSI规范进行验算 ■ 在HTML报告中对计算应力超出许用应力的输出行自动加亮显示 ■ 旋转设备报告包括: ·AP1610泵(第8版) ·NEMA SM23 涡轮 ■ 提供内置选项可以快速改变载荷工况以验证模型并从任何分析视图中提取数据 ■ 点击管路系统的任何组件查询分析结果 ■ 输出管路系统的结果等值图BMP、JPG、TIF、PNG、PCX和TGA格式的图像 ■ 内置的动画生成和显示工具 ■ 报告向导可以自动生成HTML或文本格式的报告,对输入、设备数据和分析结果如规范应力、应力比等进行总结
ALGOR压力容器设计模块PV/Designer
ALGOR提供了压力容器建模、分析与验证的工具PV/Designer。使用该模块,化工、石化和发电等行业的设计人员可以评估结构是否符合工业标准,比如ASME锅炉与压力容器规范(BPVC)。ALGOR为压力容器模拟提供了广泛的分析功能,包括考虑线性、非线性材料模型的静力和机械运动仿真(MES)、线性动力、稳态和瞬态热传递、稳定和非稳定流、静电以及完全多物理场分析。
用户界面
应力线性化工具使得工程师可以沿模型厚度方向定义应力分类线(SCL),然后可以采用切面、缩放等工具动态查看SCL区域。
PV/Designer是一个参数化建模模板,可以帮助设计人员建立管嘴和端盖布局。
SDP工程公司的工程师们采用PV/Designer模拟了鼓风炉气体洗涤塔系统储罐的部分结构。
上图的进水过滤器的模型采用PV/Designer建立,通过线性静力分析确定了在100psi的内压作用下的应力分布。
Dynamic Analysis公司的工程师们采用ALGOR帮助其设计精炼汽提塔再沸器支持系统。上图所示为80psi内压工况下的应力,该模型由PV/Designer建立。
■ 完全的三维动态观察选项 ■ 简单易用的弹出窗口和对话框 ■ 数据输入区提供对应的图表来指导输入 ■ 根据输入区的修改参数化同步更新视图窗口中的模型 ■ 自动存储设置以便于建立、修改、分析不同的部件变化从而可以进行多个方案的比较 ■ 采用裁剪面可以隐藏模型区域 ■ 在三维模型上显示尺寸 ■ 其它用户界面特征请参阅FEMPRO产品介绍
建模
PV/Designer建模工具使得工程师可以采用模板快速建立参数化的管道系统,比如压力容器和交叉管道。模型随后可以直接读入ALGOR进行分析或者读入CAD系统进行进一步的修改,PV/Designer的功能包括: ■ 自动生成常见压力容器和管道部件的有限元模型 ■ 自动基于尺寸和管道交叉方位生成容器、管嘴和端盖的板/壳和实体网格以及裁剪曲面IGES文件 ■ 建立独立模型片断的功能,这些片断可以在ALGOR或CAD系统中与其它模型进行拼接 ■ 多个管道以任意角度相交的功能,包括等截面、变截面管道、法兰、加强垫以及常见容器封头 ■ 忽略次要叉管(管口)的功能,可以方便地建立诸如丙烷储罐或者气溶胶罐之类的模型 ■ 指定管道交角的功能 ■ 生成变界面管道的功能 ■ 生成等截面和变截面管嘴的功能 ■ 自动生成多管嘴交叉管道或任意端盖的板/壳和实体网格 ■ 在端部布置法兰的功能 ■ 在交接面布置加强垫的功能 ■ 保持管道开口或指定标注压力容器端盖的功能 ■ 支持常见压力容器端盖: ·平面 ·球面 ·椭球 ·准球形 ■ 可以完全控制生成模型的零件编号,从而可以方便地给不同部分指定不同的厚度
分网
■ 基于用户输入自动生成结构化的板/壳单元或实体单元 ■ 可完全控制模型中的各个部分的网格密度 ■ 可完全控制模型中相交部位的特征区域网格密度
结果评价与显示
ALGOR的有限元建模、结果评价和显示界面FEMPRO提供了完善而易用的有限元界面,其内置的图形环境提供了广泛的结果评价和显示功能以及特征透明选项、多窗口显示、快速动态观察控制和用户化选项如用户定义调色板和注释。对于所有的分析结果可以: ■图形化显示结果等值图等 ■输出BMP, JPG, TIF, PNG, PCX和 TGA格式的图形文件 ■结果动画显示,提供AVI创建和显示工具 ■自动创建文本或HTML格式的报告 而且,内置的应力线性化功能可以用于计算应力沿薄壁器件厚度方向的分布情况,如在压力容器分析中,并且可以将分析结果和相应的ASME规范进行比较。
详细功能参阅FEMPRO产品介绍。
ALGOR 疲劳分析专用模块Fatigue Wizard
简介
疲劳分析是产品设计的关键环节,尤其对于金属结构,比如金属轴承
、钢轨、钢梁、金属桁架结构,这些结构在循环、交变载荷的作用下,即使载荷的单次作用下不足以导致结构破坏,也可能在载荷循环作用多次后失效。ALGOR的疲劳分析模块FatigueWizard可以模拟结构的疲劳失效,可以利用ALGOR应力分析结果进行基于应力或应变的复杂疲劳寿命预测,使得用户可以对产品在多重交变载荷作用下进行疲劳设计,确定其耐久性,保证产品安全。
FatigueWizard位于ALGOR的Windows风格的集成环境中,继承了ALGOR直观友好的用户界面,提供了方便的疲劳分析向导,可以指导用户一步步地完成疲劳分析全过程。
主要功能
FatigueWizard的主要功能包括:
■ 选择基于应力或应变的疲劳分析。 ·FatigueWizard可以基于传统的应力或者低周应变进行复杂的疲劳寿命预测,并进行塑性修正。 ·可以采用标准方法进行平均应力修正。 ·可以考虑实际条件,如局部应力集中、表面打磨效应、温度条件等进行应力修正。
■ 考虑复杂载荷工况 。 · 基于多工况应力结果进行疲劳计算。 ·定义非比例载荷历史数据。 · 多种工况结果可以分别进行载荷历史缩放并进行组合疲劳分析。 ·不同载荷工况可以顺次组合生成循环载荷历史。 · 对结构疲劳寿命进行工况敏感性研究。
■ 提供了广泛的可编辑材料库。 · 包含了广泛的材料应力寿命曲线(SN曲线)和应变寿命曲线(EN曲线)以及BS7608焊点组分数据。 · 材料库可编辑,用户可以任意添加材料数据。 ·可以利用已知力学参数以及经验公式估算材料应变寿命数据。
■ 计算结构的疲劳寿命。
■ 直观的后处理功能 · 在ALGOR直观友好的界面FEMPRO中直接观察结果。 · 寿命、安全系数等值图。 · 自动计算报告生成。
ALGOR是由美国ALGOR公司开发的世界知名的多物理场分析软件,被广泛应用于各个行业的产品设计与开发中,其功能包括结构、流体、热、电场、压力容器与管道设计等,不仅可以进行一般的线性/非线性静力/动力分析、稳态/瞬态温度场分析、二维/三维的稳态/非稳态流体动力分析、电场分析、刚柔体机械运动学分析等,还可以进行多场耦合分析。ALGOR软件在具备强大的多物理场分析功能的基础上,最大的特点是易学易用、界面友好、操作简单,可以极大地提高软件使用人员地分析效率,在从事设计、分析的科技工作者中享有盛誉,被誉为"世界上学习周期最短的多物理场分析软件"。
ALGOR-FEMPRO
FEMPRO是ALGOR进行有限元建模、结果评价与显示的用户界面,它提供了完善而方便易用的有限元分析界面。FEMPRO具有广泛的CAD接口并支持了ALGOR强大的分析功能,包括考虑线性、非线性材料模型的静力和机械运动仿真(MES)、线性动力、稳态和瞬态热传递、稳定和非稳定流、静电以及完全多物理场。
图形用户界面
Kerotest的工程师用Pro/ENGINEER对他们的POLYBALLTM阀门建模,并用ALGOR线性静力分析功能对阀门的壁厚、管道过渡形状以及天然气流经的阀门内部形状等进行了参数优化。
ALGOR广泛的CAD接口使得用户可以从CAD环境中直接进入ALGOR分析界面,并保持参数相关。强大的智能网格工具保证了网格生成的高效性、精确性和有效性。
ALGOR的集成用户界面支持广泛的CAD实体建模工具,为所有的分析类型提供了方便易用的有限元建模、结果评价和显示的界面。
连杆机构模型通过采用InCAD技术的直接CAD/CAE数据交换接口由SolidEdge(左)传入,模型被用于进行MES分析来研究其运动行为以及运动过程导致的应力(右)。
FEMPRO的功能包括: ■ Windows风格的操作内嵌的工具条可以快速访问程序选项 ■ 多视图窗口 ■ 动态显示的快捷键和鼠标控制 ■ 模型数据的树式管理,用户可以直观地获取所有必要信息 ■ 按照分析进程的特定步骤进行裁剪的上下文相关菜单 ■ 实时的数据检查可以保证数据合理,减少输入错误 ■ 鼠标右键功能可以施加、修改和删除载荷、约束和有限元参数 ■ 载荷和约束集功能可以管理不同的设计方案 ■ 材料库管理器和内置的材料库 ■ 具有索引和查找功能的HTML帮助
前处理
提供了一整套完整的建模工具,包括: ■ Alibre Design Basic参数化、基于特征的实体建模系统为Autodesk Inventor、Mechanical Desktop、Pro/E、SolidEdge、SolidWorks、CADKEY、Alibre Design、Rhinoceros提供直接的CAD接口支持与Autodesk Inventor、Pro/E、SolidEdge、SolidWorks参数关联支持通用CAD数据格式ACIS、IGES、STEP、STL、DXF、CDL中面提取工具可将CAD模型中的薄的实体特征简化为板/壳单元网格构建与编辑 ■ 自动、智能、基于特征的网格细化功能和细化区域的点选功能 ■ 采用六面体、四面体或者混合网格对零件和装配进行全自动网格划分
后处理
直观友好的图形环境提供了强大的后处理功能和工具,如特征透明选项、多窗口显示、快速动态观察控制和各种用户化选项,如用户定义调色板和注释等。对于所有的分析结果可以: ■ 显示结果等值图或者图表 ■ 输出BMP, JPG, TIF, PNG, PCX 和 TGA格式的图形文件结果动画显示,AVI文件输出数据处理,如应力线性化、结果组合等 ■ 自动创建文本或HTML格式的计算报告
FEMPRO功能简介
建模 ■ Alibre Design Basic参数化、基于特征的三维实体建模系统 ■ 动态拖动装配中的零件,检查正确的约束定义的功能 ■ 为Autodesk Inventor、Mechanical Desktop、Pro/ENGINEER、SolidEdge、SolidWorks、CADKEY、Alibre Design、Rhinoceros提供直接CAD支持 ■ 特征抑制工具可以手工或基于特征尺寸抑制几何细节与Autodesk Inventor、Pro/ENGINEER、Solid Edge、SolidWorks保持参数关联 ■ 支持通用CAD数据文件格式ACIS、IGES、STEP、STL、DXF、CDL ■ 将来自任何CAD系统的零件组装为整体FEA模型 ■ FEA模型可以继承CAD模型中实体模型的零件名称和颜色 ■ 基于CAD模型单位自动选择单位系统 ■ 拷贝、分割、倒角、相交、反射、移动、旋转、缩放、裁剪/延伸以及其它三维实体模型生成命令 ■ 采用NURBS、多线条和B-样条建立复杂表面模型 ■ 基于指定端点或中点自动建立销轴和球绞
网格划分 ■ 有限元模型绘制工具,包括半自动、结构化网格生成选项,提供了生成表面和实体网格功能 ■ 自动 非结构化2维网格划分功能 ■ 自动非结构化3维四边形或三角形表面网格生成和细化 ■ 自动、智能、基于特征的网格细化功能和细化区域的点选功能 ■ 中面提取工具可以将CAD模型中的薄的实体特征简化为板/壳单元 ■ 采用六面体(8或20节点)、四面体(4或10节点)或者混合单元(结合表面六面体和内部四面体单元)自动生成实体FEA网格并且提供内置的长宽比检查 ■ 装配零件之间的自动网格匹配
结果评价 ■ 模型显示和结果评价的集成环境与基于OpenGL的三维动态观察选项和丰富的色彩 ■ 模型和分析按材料和结果进行着色渲染 ■ 结果等值图绘制: · 位移、应力、应变、塑性应变和反力 · 主应力方向的矢量图 · 静态及时间相关温度分布、热流和热通量 · 流体流速、压力和涡量 · 反力及流体产生的应力张量 · 流体产生的最大和最小主应力 · 流体速度的矢量图 · 电压分布 · 电流分布 · 电流流线和矢量图 ■ 各种结果量的向量图o 求解过程中实时查看结果 ■ 剪力、弯矩图 ■ 载荷曲线图 ■ 各种结果量的关系曲线、变化曲线显示 ■ 结果查询 ■ 模型切片显示 ■ 透明(半透明)显示 ■ BMP、JPG、TIF、PNG、PCX、TGA等多种图形输出格式 ■ 结果动画显示 · 动画显示各种结果量 · 生成AVI格式动画文件 ■ 结果数据处理 · 应力线性化 · 重量、体积、重心、惯性矩计算 · 精度估计 · 结果组合 · 导出量计算 · 快速傅立叶(FFT)变换 · 结果列表查询
用户界面 ■ 树式管理的Windows风格的界面,多视图窗口和内嵌工具条 ■ 鼠标右键功能可以施加、修改和删除载荷、约束和有限元参数 ■ 动态显示的快捷键和鼠标控制 ■ 内置的数据检查可以保证数据合理 ■ 载荷和约束集功能可以管理不同的设计方案 ■ 载荷、约束的拖拉拷贝功能 ■ 材料库管理器包括了一般材料库并提供了导入、建立和管理用户材料库的功能 ■ 提供了完善的查找功能用于查找和应用标准的截面特性 ■ 图例、标注、背景、色彩等的控制
开放性 ■ 公开、开放的数据结构 ■ 内置的脚本和宏工具 ■ 支持即插即用的用户开发或第三方附加分析模块
ALGOR结构分析
结构分析功能可以进行考虑线性和非线性材料的静力分析和动力分析,并且可以考虑惯性效应,将大位移的机械运动和应力分析结合在一起,可以分析结构的运动、应力及变形,直观地观察机构的运动和运动导致的结果,如冲击、屈曲和永久变形等。ALGOR提供的完善 而方便的有限元建模、结果评价与显示的用户界面FEMPRO为结构分析提供了完整的解决方案。
建模
ALGOR结构分析提供了线性、非线性、静力、动力、刚体、柔体运动学分析,可以将刚柔体运动学分析与应力分析结合起来,提供了机 械运动仿真(MES)的完美解决方案。上图为千斤顶承载过程分析。
使用MES分析眼睛的运动和应力分布情况,用于研究视网膜脱落。其研究成果可以用于解释、预防视网膜脱落并改进其治疗。
上图为汽车轮胎和轮毂装配的机械运动分析,显示了车轮在和护拦等的物体碰撞过程中,应力随时间的变化情况,并计算了残余应力 。
惠普公司用MES预测备用磁带驱动器中的磁带的应力水平,在此基础上提出设计方案以降低磁带的应力。
对上图的管道系统的部件进行了频率响应分析以确定其在泵产生的简谐载荷作用下的动力响应。
Triple Eight Race Engineering公司采用ALGOR优化赛车上的一系列承载部件,他们的努力得到了回报,在第二年(2002年)的全英汽车冠军锦标赛中:车手、车队和制造商都获得了冠军。
■ 对于梁单元,可以直接使用AISC截面属性 ■ 可以交互式定义梁截面方向 ■ 可以定义梁截面的偏置 ■ 机构向导KinePak可以定义连接机构并且可以动态考察各种基本机构的运动,如四连杆机构、触发器、滑块/曲柄,1、2、3类控制杆以及三角架 ■ 其它建模功能请参阅FEMPRO产品介绍
分析功能
■ 线性或非线性静力分析 ■ 线性或非线性动力分析 ■ 线性或非线性材料的刚体或柔体运动学分析 ■ 多体接触和相互作用 ■ 考虑材料非线性、几何非线性 ■ 子模型 ■ 流体动力效应 ■ 电压感应效应 ■ 载荷刚化效应 ■ 阻尼效应 ■ 重量、重心及质量惯性矩计算 ■ 屈曲分析 ■ 模态分析 ■ 响应谱分析 ■ 随机振动分析 ■ 谐响应分析 ■ 瞬态分析 ■ 预应力分析 ■ 残余应力分析 ■ 热应力分析 ■ 蠕变分析 ■ 失效分析 ■ 可以与其它场(热,流体,电磁)进行耦合分析
材料模型
■ 线弹性各向同性 ■ 线弹性正交各向异性 ■ 线性温度相关各向同性 ■ 线性温度相关正交各向异性 ■ 塑性 ■ 变切 ■ 曲线描述 ■ 具有截断拉力的曲线描述 ■ Drucker-Prager ■ 等向强化的Von Mises ■ 随动强化的Von Mises ■ 等向强化的Von Mises曲线 ■ 随动强化的Von Mises曲线 ■ 热弹性 ■ 热塑性 ■ 粘弹性 ■ 粘塑性 ■ Mooney-Rivlin ■ 多系数(5或9常数)Mooney-Rivlin ■ Ogden ■ 压电材料 ■ 通用压电材料
单元库
■ 二维和三维运动单元 ■ 二维和三维水力单元 ■ 接触单元 ■ 耦合单元 ■ 间隙单元 ■ 弹簧单元 ■ 阻尼器单元 ■ 平动和转动激励器单元 ■ 滑块单元 ■ 管单元 ■ 二维单元 ■ 三维桁架单元 ■ 三维梁单元 ■ 索单元 ■ 三维膜单元 ■ 三维膜 平面应力单元 ■ 三维板单元 ■ 三维壳单元 ■ 三维六面体单元 ■ 三维四面体单元 ■ 刚性单元
载荷与约束
■ 初始速度和转动 ■ 碰撞面 ■ 点对面接触 ■ 面对面接触 ■ 动摩擦 ■ 时间相关载荷曲线 ■ 多载荷曲线 ■ 节点力、追随力、表面力和边线力 ■ 力矩 ■ 节点和表面温度 ■ 节点和表面电压 ■ 节点指定位移和转动 ■ 压力和表面力 ■ 追随压力 ■ 静水压力 ■ 分布载荷 ■ 重力和离心力 ■ 节点、表面和边线的全局和局部坐标约束 ■ 节点、表面和边线变刚度局部坐标约束 ■ 端部释放 ■ 节点集中质量 ■ 质量惯性矩 ■ 节点集中质量 ■ 质量惯性矩 ■ 位移-周期谱 ■ 加速度-周期谱 ■ G-周期谱 ■ 加速度功率谱密度 ■ G功率谱密度 ■ 地面或地基移动 ■ 可变面载荷和激励力频率
分网及后处理
■ 参阅FEMPRO产品介绍
ALGOR多物理场分析
真实世界的力学行为通常是多个场同时作用的结果,通过多物理场分析软件,工程师可以模拟多物理因素共同作用下产品的行为。ALGOR提供了可以模拟结构、热、流体、静电等各种自然现象的分析工具,并可以自动地在不同的物理环境分析之间传递结果。ALGOR提供的完善而方便的有限元建模、结果评价与显示的用户界面FEMPRO为多物理场分析提供了完整的解决方案。
建模
Gyrus 医学股份有限公司的工程师们利用多物理场软件来确定温控电极的温度和热应力分布,该电极在关节内窥镜外科手术中用来加热软组织。
Adiabatics公司的工程师用多物理场软件分析了在原型试验中出现了裂缝的军车柴油机气缸盖的热结构行为。
Nelson使用ALGOR的热分析功能来优化宽量程氧气传感器,该传感器可以使汽车更清洁、更有效。
惠普公司用ALGOR的非稳定流分析功能优化了热喷墨打印头的进墨流道的墨流,从而使打印质量达到最优。
上图所示采用焦耳加热的点焊系统中,在两块金属薄板之间通过电流将二者永久焊接,对其进行静电流和电压分析以确定电流分布,静电结果随后被直接用于稳态热分析来确定温度分布。
■ 对于梁单元,可以直接使用AISC截面属性 ■ 可以交互式定义梁截面方向 ■ 可以定义梁截面的偏置 ■ 机构向导KinePak可以定义连接机构并且可以动态考察各种基本机构的运动,如四连杆机构、触发器、滑块/曲柄,1、2、3类控制杆以及三角架 ■ 其它建模功能请参阅FEMPRO产品介绍
分析功能
结构分析 ■ 请参阅‘结构’产品介绍
热分析 ■ 稳态热传递 ■ 瞬态热传递 ■ 热传导、热对流、热辐射 ■ 自然对流 ■ 强迫对流 ■ 热应力 ■ 热接触 ■ 焦耳热
流体分析 ■ 稳定流 ■ 含有湍流模型的稳定流分析 ■ 非稳定流 ■ 含有湍流模型的非稳定流分析 ■ 多孔介质流 ■ 自然对流 ■ 强迫对流 ■ 粘性流 ■ 重力驱动流动分析 ■ 涡流发散模拟 ■ 速度分布 ■ 滞留时间 ■ 流固耦合
静电分析 ■ 静电流、静电压 ■ 静电场强度和电势
多场耦合分析 ■ 热分析与静力、动力分析耦合 ■ 静电分析与静力、动力、 热分析耦合 ■ 热分析与流体分析耦合 ■ 任意物理场之间的耦合
材料模型
结构分析材料模型 ■ 请参阅‘结构’产品介绍
热分析材料模型 ■ 热各向同性 ■ 热正交各同异性 ■ 温度相关热各向同性 ■ 温度相关热正交各同异性
流体分析材料模型 ■ 流体各向同性 ■ 流体正交各同异性 ■ 流体各向同性幂率 ■ 流体正交各同异性幂率
静电分析材料模型 ■ 静电各向同性
单元库
结构分析单元 ■ 请参阅‘结构’产品介绍
热分析单元 ■ 传热杆单元 ■ 二维热单元 ■ 热板单元 ■ 四面体热单元 ■ 六面体热单元
流体分析单元 ■ 二维流体单元 ■ 三维流体单元
静电分析单元 ■ 二维静电单元 ■ 三维四面体静电单元 ■ 三维六面体静电单元
载荷与约束
结构 ■请参阅‘结构’产品介绍
热 ■ 初始温度 ■ 强制温度 ■ 表面温度 ■ 对流 ■ 温度相关对流 ■ 辐射 ■ 体对体辐射 ■ 热通量 ■ 内部热生成 ■ 温度相关内部热生成
流体 ■ 指定速度 ■ 表面指定速度 ■ 边线指定速度 ■ 压力 ■ 表面力 ■ 重力 ■ 时间相关载荷曲线 ■ 多载荷曲线
静电 ■ 指定电压 ■ 表面电压 ■ 电流密度
分网与后处理
■ 参阅FEMPRO产品介绍
ALGOR MEMS仿真
微机电系统(MEMS)是一种尺寸细小如盐粒或针眼的微机构,将机械元件、传感器、激励器和电子器件集成在一块硅基片上。ALGOR提供的MEMES解决方案将静电分析和应力分析结合在一起,而且可以对MEMS装置的封装、保护和接口元器件进行设计和优化。ALGOR完善而方便的有限元建模、结果评价与显示的用户界面FEMPRO为MEMS分析提供了完整的解决方案。
建模
上图为采用MES对一个MEMS压电微泵进行分析后得到的最大应力分布云图,该微泵应用于生物医学领域,如用于把微量、精确的药剂输入糖尿病患者或化疗患者的体内。
Siwave公司的工程师们采用MES对MEMS光学开关施加冲击载荷,计算应力和位移随时间的变化情况。右上角的图片为该器件的显微照片,右下角为其真实尺寸和一美分硬币的比较图。
在MEMS放射状梳齿马达上施加电压,采用ALGOR的静电分析功能计算由此产生的静电力。
■ 机构向导KinePak可以定义连接机构并且可以动态地考察各种基本机构的运动如四杆机构、触发器、滑块/曲柄,1、2、3类控制杆以及三角架 ■ 其它建模功能请参阅FEMPRO产品介绍
分析功能
MEMS的分析功能包括: ■ 静电分析功能可以计算表面电荷产生的力 ■ 静电流和电压 ■ 静电场强度和电压 ■ 线性动力学分析 ■ 考虑线性和非线性材料的静力分析功能,并可以预测静电力驱动的机电效应 ■ 考虑线性和非线性材料的刚、柔体机械运动仿真(MES),并可以预测静电力驱动的机电效应 ■ 应用于机械运动仿真(MES)和静力分析的压电材料模式
材料模型
■ 弹性 ■ 塑性 ■ 变切 ■ 曲线描述 ■ 具有截断拉力的曲线描述 ■ Drucker-Prager ■ 等向强化的Von Mises ■ 随动强化的Von Mises ■ 等向强化的Von Mises曲线 ■ 随动强化的Von Mises曲线 ■ 温度相关的正交各向异性 ■ 热弹性 ■ 热塑性 ■ 粘弹性 ■ 粘塑性 ■ Mooney-Rivlin ■ 多系数(5常数)Mooney-Rivlin ■ 多系数(9常数)Mooney-Rivlin ■ Ogden ■ 线弹性各向同性 ■ 线弹性正交各向异性 ■ 线性温度相关各向同性 ■ 线性温度相关正交各向异性 ■ 压电材料 ■ 通用压电材料 ■ 静电各向同性
单元库
■ 二维和三维运动单元 ■ 二维和三维流体动力单元 ■ 通用接触单元 ■ 接触单元 ■ 耦合单元 ■ 阻尼器单元 ■ 平动和转动激励器单元 ■ 滑块单元 ■ 管单元 ■ 弹簧单元 ■ 二维单元 ■ 三维桁架单元 ■ 三维梁单元 ■ 三维膜单元 ■ 三维膜平面应力单元 ■ 三维板单元 ■ 三维壳单元 ■ 三维六面体单元 ■ 三维四面体单元 ■ 间隙单元 ■ 索单元 ■ 刚性单元 ■ 静电二维单元 ■ 静电三维六面体单元 ■ 静电三维四面体单元
载荷与约束
■ 初始速度和转动 ■ 碰撞面 ■ 点对面接触 ■ 面对面接触 ■ 静、动摩擦 ■ 时间相关载荷曲线 ■ 多载荷曲线 ■ 节点力、追随力、表面力和边线力 ■ 力矩 ■ 节点和表面温度 ■ 节点和表面电压 ■ 节点、表面和边线指定位移和转动 ■ 压力和张力 ■ 可变面载荷 ■ 追随压力 ■ 静水压力 ■ 分布载荷 ■ 重力和离心力 ■ 节点、表面和边线的全局和局部坐标约束 ■ 节点、表面和边线变刚度局部坐标约束 ■ 端部释放 ■ 集中质量 ■ 质量惯性矩 ■ 位移-周期谱 ■ 加速度-周期谱 ■ G-周期谱 ■ 加速度功率谱密度 ■ G功率谱密度 ■ 地面或基础运动 ■ 加速度和力的激励频率 ■ 给定电压 ■ 电流和电荷密度
结果评价与显示
■ 结果评价与显示功能请参阅FEMPRO产品介绍
ALGOR管道设计与分析模块PipePak
ALGOR的PipePak给管道设计人员和工程师定义完整管道系统并依据工业标准管道规范进行结构分析提供了工具。PipePak的设计、分析、校验和报告功能使得工程师可以更快地创建更好、更可靠的管道系统。
界面
PipePak包括了多种设计选项:1)内置的电子表可以定义管道布局; 2)内置的图形环境提供了三维、真彩色的结果查看功能; 3)报告向导可以生成规范的,用户化的计算报告。
澳大利亚Cronulla污水处理厂引入了先进的处理过程以提升了其适应人口增长的能力。 PipePak被用来优化给生物反应器提供空气的新的通风系统。
PipePak的基于Windows的图形用户界面包括: ■ 基于Windows的界面提供右键功能、多视图和嵌入工具条 ■ 树式视图可以方便地浏览和查看所有的管路系统数据 ■ 数据输入对话框便于数据输入、查看和修改 ■ 可以从单个或多个电子表数据格或行中剪切、拷贝和粘贴数据 ■ 可以直接根据选中构件进入对应的定义该构件电子表位置 ■ 三维动态查看选项,包括方位、旋转、缩放等 ■ 内置数据库管理,可以增加、修改、删除数据,比如管道尺寸、材料参数、许用应力、阀门、法兰、风载、地震、泵、吊架、塑胶管道参数 ■ 内置数据检查确保输入合理 ■ 对允许温度范围进行检查 ■ 支持标准和用户定义单位系统 ■ 对管道组件可以方便地应用应力强化因子,比如接搭法兰、阀门以及变厚度或具有其它物理参数的弯头 ■ 集成的报告观看可以显示输入和输出报告
建模
PipePak给工程师提供了建立管道系统模型的若干途径:直接在内置的基于Windows的电子表中定义管道布局、在Superdraw模型工具中绘制管道系统、在Superdraw中打开CAD通用图形文件并修改几何模型、打开其它管道软件的文件等。 ■ 提供了定义完整管道系统的易用选项(管道走线和组件): ·输入坐标的电子表 ·图形化绘图工具 ·多种几何输入操作(导入其它管道或CAD软件模型) - CADPIPE - CAESAR II - Intergraph PDS - AUTOCAD - IGES ·上述任何绘图、电子表、几何输入的组合 ■ 包括了行业标准的管道组件: ·ANSI管道尺寸规格 ·ANSI B16.5(密封直径)法兰 ■ 吊架设计和选择: ·Basic Engineers ·Bergen Paterson ·Flexider ·Grinell ·Power Piping ■ 膨胀节设计和选择 ■ 提供了常用管道数据: ·应力强化因子 ·集中力 ·集中重量 ·集中质量 ·切割/延长
分析功能
管道系统分析可以确定静态或动态应力,并确保在使用压力、温度和现场载荷下管道符合管道规范。 ■ 线性静力分析 ■ 固有频率(模态) ■ 响应谱分析(单点和多点) ■ 频率响应分析 ■ 时间历程 ■ 支持如下工业标准管道规范 ·ASME B31.1-2001动力管道 ·ASME B31.3b-2002工艺管道 ·ASME B31.4a-2002液态烃及其它液体管道输送系统 ·ASME B31.8a-2000气体传输与配给管道系统 ·ASME Section III Division 1-Subsection NC 第二类组件(2002) ·ASME Section III Division 1-Subsection ND 第三类组件(2002) ·英国规范BS806(1993) ■ 法兰、减震器和旋转设备的嵌入分析 ■ 内置的喷嘴柔性计算
材料模型
■ 各向同性 ■ 正交各向异性 ■ 纤维玻璃强化塑性(FRP)
单元库
■ 直管 ■ 弯管 ■ 阀门 ■ 减压器 ■ 波纹管 ■ 法兰 ■ 三通节
载荷与约束
■ 力 ■ 力矩 ■ 指定位移 ■ 温度 ■ 压力 ■ 偶遇载荷 ·风载 ·地震 ·船舶管道的颠簸摇摆 ■ 多个压力、热、位移和偶遇载荷同时作用 ■ 常见管道约束和支座 ·锚 ·刚性支座 ·弹簧支座 ·常力吊架 ·临时吊架 ·减震支座 ·导向支座 ·定位线支座 ·转动支座 ·倾斜支座 ·单向约束支座 ·挡板支座 ·支座位移 ■ 考虑管道和支座间的摩擦效应
结果评价与显示
内置的图形环境提供了广泛的结果评价和显示功能,包括: ■ 观察直径、走势、壁厚、腐蚀余度、绝缘层、组成、材料、压力、温度 ■ 线框图或阴影图显示管路系统 ■ 控制模型显示选项,包括尺寸线、名称位置、标注、符号等 ■ 动态裁剪面可以交互式对复杂管路系统切片或局部隐藏 ■ 通过树式视图或OpenGL图形窗口交互选择管路系统的组件 ■ 显示变形图、力、力矩、模态振型、应力等值图如规范应力、主应力、纵向应力、周向应力等 ■ 变形和模态分析结果的动画显示 ■ 标注结果最大、最小值位置 ■ 下列结果的文本列表(可以随时间变化): ·位移 ·力 ·力矩 ·支座反力 ·应力 ■ 内置的对所有结果按照ASME和ANSI规范进行验算 ■ 在HTML报告中对计算应力超出许用应力的输出行自动加亮显示 ■ 旋转设备报告包括: ·AP1610泵(第8版) ·NEMA SM23 涡轮 ■ 提供内置选项可以快速改变载荷工况以验证模型并从任何分析视图中提取数据 ■ 点击管路系统的任何组件查询分析结果 ■ 输出管路系统的结果等值图BMP、JPG、TIF、PNG、PCX和TGA格式的图像 ■ 内置的动画生成和显示工具 ■ 报告向导可以自动生成HTML或文本格式的报告,对输入、设备数据和分析结果如规范应力、应力比等进行总结
ALGOR压力容器设计模块PV/Designer
ALGOR提供了压力容器建模、分析与验证的工具PV/Designer。使用该模块,化工、石化和发电等行业的设计人员可以评估结构是否符合工业标准,比如ASME锅炉与压力容器规范(BPVC)。ALGOR为压力容器模拟提供了广泛的分析功能,包括考虑线性、非线性材料模型的静力和机械运动仿真(MES)、线性动力、稳态和瞬态热传递、稳定和非稳定流、静电以及完全多物理场分析。
用户界面
应力线性化工具使得工程师可以沿模型厚度方向定义应力分类线(SCL),然后可以采用切面、缩放等工具动态查看SCL区域。
PV/Designer是一个参数化建模模板,可以帮助设计人员建立管嘴和端盖布局。
SDP工程公司的工程师们采用PV/Designer模拟了鼓风炉气体洗涤塔系统储罐的部分结构。
上图的进水过滤器的模型采用PV/Designer建立,通过线性静力分析确定了在100psi的内压作用下的应力分布。
Dynamic Analysis公司的工程师们采用ALGOR帮助其设计精炼汽提塔再沸器支持系统。上图所示为80psi内压工况下的应力,该模型由PV/Designer建立。
■ 完全的三维动态观察选项 ■ 简单易用的弹出窗口和对话框 ■ 数据输入区提供对应的图表来指导输入 ■ 根据输入区的修改参数化同步更新视图窗口中的模型 ■ 自动存储设置以便于建立、修改、分析不同的部件变化从而可以进行多个方案的比较 ■ 采用裁剪面可以隐藏模型区域 ■ 在三维模型上显示尺寸 ■ 其它用户界面特征请参阅FEMPRO产品介绍
建模
PV/Designer建模工具使得工程师可以采用模板快速建立参数化的管道系统,比如压力容器和交叉管道。模型随后可以直接读入ALGOR进行分析或者读入CAD系统进行进一步的修改,PV/Designer的功能包括: ■ 自动生成常见压力容器和管道部件的有限元模型 ■ 自动基于尺寸和管道交叉方位生成容器、管嘴和端盖的板/壳和实体网格以及裁剪曲面IGES文件 ■ 建立独立模型片断的功能,这些片断可以在ALGOR或CAD系统中与其它模型进行拼接 ■ 多个管道以任意角度相交的功能,包括等截面、变截面管道、法兰、加强垫以及常见容器封头 ■ 忽略次要叉管(管口)的功能,可以方便地建立诸如丙烷储罐或者气溶胶罐之类的模型 ■ 指定管道交角的功能 ■ 生成变界面管道的功能 ■ 生成等截面和变截面管嘴的功能 ■ 自动生成多管嘴交叉管道或任意端盖的板/壳和实体网格 ■ 在端部布置法兰的功能 ■ 在交接面布置加强垫的功能 ■ 保持管道开口或指定标注压力容器端盖的功能 ■ 支持常见压力容器端盖: ·平面 ·球面 ·椭球 ·准球形 ■ 可以完全控制生成模型的零件编号,从而可以方便地给不同部分指定不同的厚度
分网
■ 基于用户输入自动生成结构化的板/壳单元或实体单元 ■ 可完全控制模型中的各个部分的网格密度 ■ 可完全控制模型中相交部位的特征区域网格密度
结果评价与显示
ALGOR的有限元建模、结果评价和显示界面FEMPRO提供了完善而易用的有限元界面,其内置的图形环境提供了广泛的结果评价和显示功能以及特征透明选项、多窗口显示、快速动态观察控制和用户化选项如用户定义调色板和注释。对于所有的分析结果可以: ■图形化显示结果等值图等 ■输出BMP, JPG, TIF, PNG, PCX和 TGA格式的图形文件 ■结果动画显示,提供AVI创建和显示工具 ■自动创建文本或HTML格式的报告 而且,内置的应力线性化功能可以用于计算应力沿薄壁器件厚度方向的分布情况,如在压力容器分析中,并且可以将分析结果和相应的ASME规范进行比较。
详细功能参阅FEMPRO产品介绍。
ALGOR 疲劳分析专用模块Fatigue Wizard
简介
疲劳分析是产品设计的关键环节,尤其对于金属结构,比如金属轴承
、钢轨、钢梁、金属桁架结构,这些结构在循环、交变载荷的作用下,即使载荷的单次作用下不足以导致结构破坏,也可能在载荷循环作用多次后失效。ALGOR的疲劳分析模块FatigueWizard可以模拟结构的疲劳失效,可以利用ALGOR应力分析结果进行基于应力或应变的复杂疲劳寿命预测,使得用户可以对产品在多重交变载荷作用下进行疲劳设计,确定其耐久性,保证产品安全。
FatigueWizard位于ALGOR的Windows风格的集成环境中,继承了ALGOR直观友好的用户界面,提供了方便的疲劳分析向导,可以指导用户一步步地完成疲劳分析全过程。
主要功能
FatigueWizard的主要功能包括:
■ 选择基于应力或应变的疲劳分析。 ·FatigueWizard可以基于传统的应力或者低周应变进行复杂的疲劳寿命预测,并进行塑性修正。 ·可以采用标准方法进行平均应力修正。 ·可以考虑实际条件,如局部应力集中、表面打磨效应、温度条件等进行应力修正。
■ 考虑复杂载荷工况 。 · 基于多工况应力结果进行疲劳计算。 ·定义非比例载荷历史数据。 · 多种工况结果可以分别进行载荷历史缩放并进行组合疲劳分析。 ·不同载荷工况可以顺次组合生成循环载荷历史。 · 对结构疲劳寿命进行工况敏感性研究。
■ 提供了广泛的可编辑材料库。 · 包含了广泛的材料应力寿命曲线(SN曲线)和应变寿命曲线(EN曲线)以及BS7608焊点组分数据。 · 材料库可编辑,用户可以任意添加材料数据。 ·可以利用已知力学参数以及经验公式估算材料应变寿命数据。
■ 计算结构的疲劳寿命。
■ 直观的后处理功能 · 在ALGOR直观友好的界面FEMPRO中直接观察结果。 · 寿命、安全系数等值图。 · 自动计算报告生成。
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