Modul simulation

Obsahuje dva moduly, jež jsou základními kameny Digitálního prototypování v produktové řadě Autodesku. V modulu dynamických simulací lze analyzovat kinematiku či dynamiku libovolných mechanizmů a získávat jakékoliv kinematické či dynamické výstupní veličiny včetně jejich exportu do prostředí Microsoft Excellu v podobě tabulek a grafických závislostí. Poté lze v jakémkoliv časovém kroku tyto vazby a počáteční podmínky exportovat do prostředí modulu pevnostní analýzy a tam model podrobit konečnoprvkové analýze.

Modul dynamické simulace

Při vytváření digitálního prototypu nabízí Autodesk Inventor možnost analyzovat dynamické vlastnosti tohoto prototypu. A to díky modulu Dynamických simulací. Díky modulu Dynamických simulací dochází ke snížení počtu fyzických prototypů, což je spojeno se snížením nákladů na vývoj mechanizmu.

V modulu dynamických simulací jsou rozlišeny dva základní režimy a to konstrukční režim a výpočetní režim. V konstrukčním režimu jsou vytvářeny spoje mezi jednotlivými komponentami, které definují jejich stupeň volnosti. Spoje je možné vytvářet manuálně, ale také převodem vazeb sestavy na spoje dynamických simulací. Zatížení mechanizmu jsou definovány také v konstrukčním režimu. Zatížení je možné realizovat pomocí síly, nebo momentu.

Ve výpočetním režimu můžeme analyzovat mechanizmus z hlediska jeho dynamického chování. K analýze dynamického chování využívá Autodesk Inventor okno grafů. V okně grafů je umožněno přehledně analyzovat jednak rychlost, zrychlení a dráhu libovolného bodu pomocí trasy. Dále je možné analyzovat silové působení v jednotlivých spojích.

Zmíněné výsledky z dynamické analýzy lze exportovat v podobě grafů do aplikace Microsoft Excel. Také silové působení lze exportovat do Pevnostní analýzy aplikace Autodesk Inventor nebo do aplikace ANSYS WorkBench.

Modul pevnostní analýza

Pevnostní analýza využívá metody konečných prvků (MKP). Tato technologie pro deformačně-napjatostní analýzu v Inventoru byla vyvinuta společností Plassotech, Inc. Jako první vznikl přídavný modul pro pevnostní analýzu dostupný na Autodesk Labs a to Advanced simulation technology preview. Tento modul byl dostupný pro Inventor 2009. Ve verzi 2010 již došlo k implementaci tohoto programu do Inventoru.

Pevnostní analýzu lze využít u lineárního materiálového modelu, který je v případě statiky představován lineární závislostí stavu deformace na zatížení. Analýza využívá jako základní element kvadratický tetrahedron typu SOLID. Díky algoritmu automatické generace sítě je zajištěno vhodné rozdělení objemu na konečný počet elementů. Hodnota velikosti elementu se nastavuje jako zlomek celkové velikosti modelu a tím lze ovlivnit celkový počet elementů, na který je model rozdělen. Výhodou pro vyšší přesnost a kratší výpočtový čas je možnost lokální změny hustoty sítě. Tím lze docílit přesnějších hodnot v místech, o která se zajímáme. Dalšího zpřesnění výsledku se dosahuje automatickou konvergencí, kdy je provedeno několik výpočtů s různou hustotou sítě a z grafu lze zjistit hodnotu, ke které veličina konverguje.

Pomocí Pevnostní analýzy lze provést nejen pevnostní výpočty ale také výpočty modální analýzy. Výpočty modální analýzy slouží k určení vlastní frekvence. Na základě výsledku modální analýzy můžeme ověřit, jestli není jedna z vypočtených základních frekvencí blízka frekvenci buzení (vznikající například otáčkami elektromotoru). Pokud zmíněný stav nastane, je možné změnit geometrii modelu a tím se vyhnout možným komplikacím.

Možnost parametrické optimalizace nám pomáhá šetřit náklady na materiál a snižovat hmotnost výrobků zbytečným předimenzováním. Pokud si nastavíme do optimalizace konkrétní parametry modelu, program je schopen zjistit ideální hodnotu pro každý parametr tak, aby byla stále zajištěna zadaná bezpečnost vůči meznímu stavu.

Pevnostní alanýza rámů

Pro konečnoprvkovou analýzu dlouhých štíhlých těles je modul simulation rozšířen o speciální prostředí nazvané pevnostní analýza rámů. Zde jsou rámové konstrukce  nahrazeny prutovými elementy typu beam a celý výpočet je výrazně přesnější a rychlejší.