Hi-Tech новости 13 Мая 2013 года
Данная новость была прочитана 4790 раз

1. Dassault Systemes приобрела FE-DESIGN и Archivideo 2. Применение сотрудниками CompMechLab® НИУ СПбГПУ программной системы FE-DESIGN Tosca для топологической оптимизации элементов конструкций

Логотип FE-DESIGN Dassault Syst?mes     Логотип Archivideo

25 апреля Dassault Systèmes объявила о приобретении FE-DESIGN Group, лидера в области оптимизации конструкций на ранних стадиях разработки продукта. FE-DESIGN известна своими продуктами TOSCA-Structure для структурной оптимизации на основе конечно-элементного анализа и TOSCA-Fluid для вычислительной гидродинамики. Приобретение FE-DESIGN, базирующейся в Карлсруэ, Германия, расширило наиболее полный существующий сегодня список приложений для оптимизации дизайна, предлагаемый компанией Dassault Systèmes SIMULIA. Имея в своем списке более 200 клиентов, в числе которых находятся General Motors, BMW, SIEMENS, и Suzlon, FE-DESIGN является технологическим лидером на рынке решений для оптимизации без параметров при работе как с жидкими, так и с твердыми структурами. Ее оборот за прошлый год составил около 5 млн. евро, из которых порядка 1 млн. евро было получено от DS по OEM-контрактам. Сумма сделки не раскрывается.

DS собирается использовать технологии FE-DESIGN для расширения возможностей оптимизации проектирования своей платформы 3DExperience. У DS есть собственная линейка продуктов для инженерного анализа Simulia, в которую и будут добавлены средства непараметрической оптимизации FE-DESIGN.

Система TOSCA-Structure может взаимодействовать со всеми распространенными пакетами конечно-элементного анализа, такими как Abaqus, ANSYS, MSC Nastran и NX Nastran. Из этих продуктов только Abaqus принадлежит DS, а остальные являются собственность конкурентов французской компании. Поэтому возникает вопрос, сохранит ли DS совместимость TOSCA-Structure с системами конкурентов? DS обещает продолжить поддержку средств интеграции со всеми платформами и подчеркивает, что способность систем FE-DESIGN обрабатывать исходные данные из самых разных источников является одним из их главных преимуществ.

Наблюдатели отмечают, что в последние годы оптимизация, т. е. возможность автоматически определять наилучшую форму или внешний вид продукта, которые удовлетворяют проектным требованиям, превратилась в самостоятельную дисциплину, так как поставщики стали выпускать пакеты, специально созданные для этой цели, например, Autodesk Inventor Optimization, Siemens PLM Software NX 8.5 с инструментами оптимизации топологии, Altair Engineering solidThinking Inspire и плагин RBF Morph для ANSYS Fluent.

«Оптимизация конструкции – это сложный аналог фразы «найти правильный дизайн» для бизнесменов, клиентов, и всего Мира. Платформа 3DEXPERIENCE создана для оптимизации бизнеса компании и продуктов, которые она предлагает. Вот почему FE-DESIGN так хорошо подходит для Dassault Systèmes, -- говорит Бернард Чарльз (Bernard Charlès), президент и исполнительный директор Dassault Systèmes. – То ли это, что нужно клиентам? Можем ли мы производить это быстро и эффективно? И, правильно ли это для устойчивого будущего? Это вопросы, которые должна задавать промышленность для гармонизации продуктов, природы и жизни. И это вопросы, на которые отвечает платформа 3DEXPERIENCE».

В условиях быстро растущего рынка, методы изучения и оптимизации дизайна становятся важными для поиска баланса между требованиями к качеству продукта и ограничениям по эффективности использования ресурсов и времени вывода продукта на рынок. Продукты FE-DESIGN улучшат платформу Dassault Systèmes 3DEXPERIENCE и ее способность автоматизировать процесс поиска правильного дизайна, а также сделать его быстрее и эффективнее.

«Мы работаем в тесном сотрудничестве с Dassault Systèmes уже более 10 лет и уверены, что это приобретение окажется выгодным для наших клиентов, благодаря поддержке мировой компании и применению передовых технологий для трехмерного моделирования, – говорит Др.Юрген Заутер (Dr. Jürgen Sauter), основатель и генеральный директор FE-DESIGN. – В качестве стратегичесткого партнера Dassault Systèmes мы сможем значительно помогать нашим клиентам лучше использовать наши продукты в их организациях».

Наблюдатели положительно оценивают эту сделку, указывая на сходство стратегий двух компаний. Так, продукты FE-DESIGN предназначены не только для традиционных промышленных отраслей, таких как потребительская электроника, машино-, авиа- и автомобилестроение, но и для других сегментов, включая электроэнергетику, судостроение, отопление и кондиционирование зданий, производство медицинского оборудования. Такая стратегия совпадает с политикой DS, которая еще несколько лет назад взяла курс на выход за пределы классических промышленных отраслей.

FE-DESIGN оптимизация для твердых структур

FE-DESIGN оптимизация для течения жидкостей

В дополнение к первому приобретению, Dassault Systèmes купила Archivideo (Франция), компанию, которая продвигает средства создания крупных 3D-моделей городов и ландшафтов и управления ими. Сумма этой сделки также держится в секрете.

Эта сделка как раз и является примером того, как DS реализует упомянутую выше политику. Archivideo специализируется на разработке 3D-моделей городской и ландшафтной среды. Это – частная компания, в которой работает порядка 20 сотрудников, а количество заказчиков достигает 250. В их числе городские и муниципальные советы, предприятия коммунального обслуживания, технологические компании.

DS собирается интегрировать ее продукты со своей платформой 3DExperience, чтобы предоставить заказчикам возможность создавать 3D-модели для анализа с помощью сценариев «что если» энергетических, транспортных и строительных потоков.

Система Archivideo войдет в состав нового семейства продуктов GEOVIA. По мнению компании, подход, который применяет Archivideo, позволяет выполнять точное и согласованное объединение различных источников данных (и открытых, и проприетарных) и создает независимые рекомендации для всех участников проекта городского и ландшафтного планирования. Для моделирования Archivideo использует эвристические, геофотографические и процедурные технологии, которые обеспечивают высокий уровень детализации и близкое соответствие реальной среде.

Наблюдатели отмечают, что выход в новаторскую область 3D-моделирования городской и ландшафтной среды позволяет DS выделиться на фоне конкурентов по рынку САПР/PLM, у которых нет подобных технологий.

Кроме того, взятый компанией курс на диверсификацию, возможно, поможет ей компенсировать то негативное влияние, которое мировой экономический спад оказывает на спрос на основные продукты DS, такие как CATIA, ENOVIA и SolidWorks. Наблюдатели отмечают, что несмотря на проблемы с экономикой специализированные продукты остаются востребованными.

Archivideo 3D модель города

Публикация подготовлена сотрудниками CompMechLab® по материалам сайтов CIMdata.com и PCWEEK.

 

2. Применение сотрудниками CompMechLab® НИУ СПбГПУ программной  системы FE-DESIGN Tosca для топологической оптимизации элементов конструкций.

На сегодняшний день применение всего инструментария конечно-элементной (КЭ) оптимизации конструкций позволяет существенно упростить конструкторскую работу. Целью данной работы является исследование возможностей КЭ оптимизации топологии и формы деталей, а также изучение вопросов оптимизации тонкостенных конструкций с целью снижения массы и улучшения жесткостных характеристик. Как основной инструмент топологической оптимизации используется программная система FE-DESIGN Tosca.

В программной системе Tosca в качестве алгоритма топологической оптимизации получил применение метод критерия оптимальности (Optimality Criterion, OC), а также контроллерный алгоритм оптимизации Tosca (Tosca controller-based algorithm). Разработчиками заявлена, а в данной работе продемонстрирована возможность использования адаптивного перестроения сетки, создания групп симметрии, предопределения псевдоплотности выбранной области, контроль членов и толщины получаемой конструкции, управление радиусом фильтрации, учет возможности изготовления конструкции.

Для иллюстрации работы алгоритмов выбрана тестовая задача топологической оптимизации консольной балки. На изображениях ниже можно видеть постановку задачи и ход оптимизации.

 

 Topology Optimization Process

 Рис. 1. Постановка задачи

 Рис. 2. Процесс топологической оптимизации

Для этой же модели проведено исследование работы групп симметрии. Их использование при решении сложных промышленных задач с большим числом степеней свободы может помочь сократить объем вычислений.

 

topology optimization

topology optimization

Рис. 3. Циклическая симметрия

Рис. 4. Симметрия относительно линии

topology optimization

topology optimization

Рис. 5. Симметрия относительно точки 

Рис. 6. Симметрия вращения 

На примере задачи о пластине с U-образным вырезом рассмотрена работа контроля размера членов.

 

Рис. 7. Постановка задачи 

 Рис. 8. Без контроля размера членов

 Рис. 9. Минимальный размер членов

 Рис. 10. Максимальный размер членов

Как пример MIN-MAX задачи рассмотрена оптимизация искривленной плоскости с тремя условиями нагружения:

 

   

  Рис. 11.

 Рис. 12. Ход топологической оптимизации

В качестве реальной промышленной задачи большой размерности рассмотрена задача топологической оптимизации затвора установки высокого давления «Кристалл», применяемой для изготовления искусственных алмазов.

 

 Кристалл  

 Рис. 13. Вид установки «Кристалл» в сборе

 Рис. 14. Итог оптимизации затвора (с учетом симметрии)

При проведении исследований для получения итогового результата оптимизации использовались возможности модуля Tosca.Smooth, позволяющей выполнять обработку и сглаживание результатов оптимизации формы и экспорта результата в CAD-форматах.

 

 high-pressure vessel optimization  high pressure vessel optimization

Рис. 15. Топологическая оптимизация затвора сосуда высокого давления

Таким образом, на примере тестовых задач, показано, каким образом топологическая оптимизация позволяет снижать массу конструкций. В процесс оптимизации легко могут быть добавлены условия на симметрию, контроль возможности изготовления путем литья или фрезеровки независимо от количества условий нагружения.

 

Другие новости по этой теме на сайте FEA.ru:

11.01.2013 CompMechLab-HW-Review - HyperWorks OptiStruct. 1. Применение OptiStruct для оптимизации конструкций в аэрокосмической отрасли (Boeing; EADS / Airbus, Eurocopter)
16.12.2012 САПР и PLM в облаке: стоит ли овчинка выделки? Мнения экспертов
23.11.2012 70 приложений, включая ведущие CAE-системы (ANSYS Mechanical, SIMULIA/Abaqus/Standard, MSC.Nastran, MSC.Marc, RADIOSS и др.), получили GPU-поддержку графических процессоров для ускорения расчетов
24.05.2011 Dassault Systemes использует графические процессоры NVIDIA для конечно-элементных расчетов с помощью Abaqus 6.11