Подсистемы САПР компас 3D. Подсистема umexpress.

Наиболее часто используемые системы для моделирования, проектирования и расчета различных механических систем в КОМПАС-3D:

- Универсальный механизм Express для моделирования механических систем;

- КОМПАС SHAFT 2D для проектирования двухмерных тел вращения;

- КОМПАС ShaftCalc для расчета валов и подшипников, смоделированных в системе КОМПАС SHAFT 2D;

- КОМПАС SHAFT 3D для проектирования шлицевых, резьбовых и шпоночных участков на ступенях моделей. Могут быть созданы и другие конструктивные элементы модели – канавки, проточки, пазы и т. д.;

- КОМПАС SPRING для проектирования и расчета различных пружин растяжения и сжатия;

- КОМПАС GEARS 2D для расчета механических передач.

Подсистема UMExpress

Система Универсальный механизм Express (UMExpress) предназначена для экспресс анализа динамических, кинематических и статических систем, спроектированных в КОМПАС 3D. Система ориентирована на инженеров, занимающихся проблемами анализа динамического поведения машин и механизмов, и является стандартным приложением для системы КОМПАС 3D. Механизмы описываются как системы твердых тел, шарниров и силовых элементов.

В процессе анализа поддерживается непосредственная анимация движения трехмерной модели в процессе расчета. Для анализа доступны практически все необходимые величины: координаты, скорости, ускорения, силы реакций в шарнирах, усилия в пружинах и т. д.

В систему включены следующие возможности:

- работа с линейными силовыми элементами или изменяющимися по гармоническому закону, которые выбираются из фиксированной базы моделей;

- для решения задач кинематики можно задавать равномерное, равноускоренное/равнозамедленное движение либо изменение по гармоническому закону;

- возможность решения контактных взаимодействий тел, задача решается с условием непересечения тел при кинематическом или динамическом движении.

В системе Универсальный механизм Express доступны:

- параметризация силовых элементов и кинематических соотношений;

- создание анимационных файлов по результатам моделирования движения, анимации сохраняются в видеоролике движения в формате avi;

- построение графиков любой динамической или кинематической характеристики;

- расчет положений равновесия и собственных частот модели в зависимости от параметров.

Визуализация работы и результатов библиотеки создается в отдельном окне, и пользователю предоставляется возможность получать визуальную информацию о движении объекта и о его динамических и кинематических характеристиках непосредственно в процессе моделирования.

Эта система позволяет создавать модели объектов, состоящих из неограниченного числа абсолютно твердых тел, на основе трехмерных моделей сборок, построенных в системе КОМПАС 3D.

Широкий перечень шарниров дает возможность создавать кинематические схемы механизмов практически любой сложности.

Доступны следующие типы шарниров (кинематических пар):

- поступательный;

- вращательный;

- карданов;

- сферический;

- шестью степеней свободы.

В системе Универсальный механизм Express предусмотрены следующие методы анализа динамических моделей.

1. Кинематический и динамический анализы механизмов путем интегрирования автоматически синтезируемых уравнений движения с расчетом всех основных кинематических и динамических характеристик:

• координат, скоростей и ускорений центров масс тел;

• шарнирных координат, скоростей и ускорений – угловых скоростей и ускорений тел;

• сил реакций в шарнирах;

• сил в активных силовых элементах (пружинах, гасителях и прочих);

• сил и моментов сил инерции для всех тел.

2. Линейный анализ механизмов:

• расчет положений равновесия, значений координат и сил реакций в зависимости от параметров силовых элементов;

• расчет собственных частот и форм колебаний, корней характеристических уравнений и динамических форм;

• определение степени демпфированности системы по динамическим формам;

• определение устойчивости положений равновесия;

• расчет корневых годографов (корней характеристических уравнений в зависимости от параметров), расчет собственных частот в зависимости от параметров.

В системе реализованы два режима работы: Режим корректировки (Режим конструктора) и Режим моделирования.

Режим корректировки, или Режим конструктора, предназначен для создания и корректировки динамической модели.

Режим моделирования предназначен для исследования созданной модели с использованием алгоритмов аналитического анализа динамических систем (модуль Линейного анализа) и численного моделирования динамики ССТ.

В функциональные возможности режима входят также средства отображения полученных результатов и процесса моделирования.