Общая структура универсального пакета

Логически универсальный пакет состоит из трех основных частей: препроцессора, расчетного ядра и постпроцессора. Препроцессор обеспечивает формирование исходных данных для расчета. Его задачи:

– создание или импорт геометрии изделия;

– задание свойств материала (или материалов);

– создание сетки конечных элементов;

– задание нагрузок и условий закрепления;

– формирование матрицы исходных данных и передачу их на расчет.

Расчетное ядро (решатель, solver) – самая главная часть пакета, производящая собственно сам расчет методом конечных элементов. Как правило, решатель включает несколько отдельных модулей, ориентированных на тот или иной вид расчета (механический, тепловой и т.д.).

Постпроцессор представляет результаты расчета в удобной для пользователя форме. Например, распределение механических напряжений или температур в модели часто показывают изменением цвета (раскрашиванием). При этом минимальное значение величины обычно соответствует фиолетовому цвету, а максимальное – красному. Аналогично, деформация модели на экране утрированна, но пропорциональна расчетной деформации и т.д.

Типовая схема взаимодействия препроцессора, решателя, постпроцессора и CAD-программ представлена на рисунке 4. Геометрическая модель изделия, созданная в CAD-модуле, передается в препроцессор. Проектировщик в препроцессоре создает сетку конечных элементов, используя импортированную геометрическую модель изделия. Далее прикладываются нагрузки, закрепления и препроцессор передает сформированную матрицу исходных данных решателю для расчета. Решатель производит расчет и передает результаты в виде таблицы в постпроцессор. Постпроцессор визуализирует результаты расчета в удобном для конструктора виде. Проектировщик по результатам расчета изменяет конструкцию (геометрию) проектируемого изделия в CAD-программе и измененную геометрию опять передает в препроцессор. Далее цикл повторяется до нахождения приемлемого решения.

Пре/постпроцессор обычно представляет собой отдельную программу. Например, для ANSYS это PrePost, Workbench, для NASTRAN – PATRAN, Femap.

Рисунок 4 – Схема взаимодействия препроцессора, решателя, постпроцессора и CAD-программы