Vysoké učení technické v Brně Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Výuka Cax systémů na Ústavu elektrotechnologie Technická 10 612 00 Brno http://www.uete.feec.vutbr.cz

2

3

Zjednodušeně je možné nejpoužívanější CAD systémy rozdělit do 2 TŘÍD: Systémy pracující explicitně Systémy pracující parametricky 4

AUTOCAD JE SYSTÉM STAVĚNÝ PŘEDEVŠÍM PRO PRÁCI VE 2D. Pro tuto činnost je velmi vhodně zařízen. EXPLICITNÍ znamená, že změnu tvaru docílíme pomocí editačních příkazů pro změnu tvaru. Přiřazené kóty se po změně přepočítají. I když AutoCAD má možnost pro práci 3D, přeci jen je tato práce omezena právě explicitním režimem práce. Ve 3D se explicitní režim vyznačuje tím, že například tvar s otvorem se vytvoří pomocí běžné booleovské operace. Změna polohy díry není možná jinak než „zalepením“ původní a vytvořením nové. 5

Tzv. velké CAD systémy pracují parametricky – tzn Tzv. velké CAD systémy pracují parametricky – tzn. změnu tvaru dosahujeme změnou hodnoty kóty (parametru). Všechny tvary se na sebe vzájemně váží a každá změna se promítne ve všech relacích. 9

Na model se následně tvoří program pro NC stroj. Výkresová dokumentace není teoreticky třeba, 3D tělesa se skládají do sestavy, kde se odhalují případné kolize dílů, sestava se odsimuluje pomocí modulů pro kinematiku, MKP atd. Na model se následně tvoří program pro NC stroj. 10

11

Nejběžnější systémy EPD v ČR: SolidWorks SolidEdge Inventor ProEngineer Catia 12

Cenová závislost u změn v jednotlivých etapách výroby. 13

Nová a efektivní řešení v oblasti konstrukce 14

ANSYS COMSOL 15

Výpočetní síť Výpočetní oblast se rozdělí na konečný počet prvků (u metody konečných prvků) nebo objemů (u metody konečných objemů) pomocí výpočetní sítě, čímž se spojitá oblast promění na diskrétní počet prvků (objemů). Diskretizací se nazývá náhrada spojitého prostředí (kontinua) systémem diskrétních bodů, v nichž se soustředí fyzikální parametry popisující stav či vlastnosti příslušného místa kontinua. Při studiu fyzikálních jevů se tím zpravidla nutnost řešení parciálních diferenciálních rovnic převádí na řešení obyčejných diferenciálních, popřípadě algebraických rovnic.

Ukázka cyklu výpočtu proudění pomocí metody konečných objemů Výpočet probíhá v jednotlivých cyklech nazvaných iteracemi. Hodnoty okrajových podmínek působí na okolní buňky sítě a v celé oblasti probíhá pod tímto vlivem změna. Probíhá výpočet podle zvolených rovnic a na konci každého výpočtu probíhá kontrola konvergence. Pokud tento cyklus způsobil změnu sledovaných hodnot, cyklus se opakuje až do chvíle, dokud nedojde k ustálení sledovaných hodnot. řešení rovnice energie a stavové rovnice

Metoda konečných prvků pracuje způsobem, že celá oblast je rozdělena na konečný počet prvků a výpočet probíhá přes uzly těchto prvků

Metoda konečných objemů pracuje způsobem, že celá oblast je rozdělena na konečný počet objemů a výpočet probíhá přes stěny těchto objemů.

Upwind schéma u metody konečných objemů První řád Druhý řád Třetí řád

Využití Cosmos/Ansys v řešené problematice

Využití Cosmos/Ansys v řešené problematice Electrické pole(V/m)

Využití Cosmos/Ansys v řešené problematice Intenzita elektrického pole (C/m2)

Vývoj detekčních systémů elektronů pro environmentální rastrovací elektronovou mikroskopii Modelování elektrostatických, magnetických polí a drah elektronů

25

Využití Cosmos/Ansys v řešené problematice BMEM Geometrické modelování Varianta 1000 Pa Využití Cosmos/Ansys v řešené problematice analýza proudění plynů v detektoru 28

Scintilační detektor 2000 Pa 8 Pa

BMEM Geometrické modelování COSMOS EMS Simulátor 3D polí pro nízkofrekvenční elektromagnetické a elektromechanické aplikace. Výpočet parametrů jako jsou momenty, síly, pole, proudy, indukce, kapacity, proudové ztráty atd. 31

Děkuji za pozornost doc. Ing. Mgr. Jiří Maxa, Ph.D. e-mail: maxa@feec.vutbr.cz Technická 10 616 00 Brno 32