ELCUT

ELCUT je počítačový program pro inženýrskou analýzu a 2D modelování metodou konečných prvků (MKP). Počítačové modelování a numerická analýza v průmyslu se vyhýbá nákladným a časově náročným testům v plném rozsahu, urychluje, doplňuje a ilustruje proces návrhu a vývoje a přispívá k rozvoji inženýrské intuice [1] .

Stručný popis

Program ELCUT existuje a vyvíjí se více než 20 let a je oblíbeným programem CAE mezi učiteli a inženýry [2] .

Program ELCUT vyvíjí ruská vývojářská společnost Tor LLC. Jedná se o jediný produkt společnosti.

Moduly ELCUT umožňují analyzovat fyzikální pole a získat řešení souvisejících multidisciplinárních problémů v následujících typech analýz [3] :

• magnetické pole střídavých proudů;
• magnetické pole stejnosměrných proudů a/nebo permanentních magnetů;
• nestacionární magnetické pole;
• elektrostatické pole;
• elektrické pole stejnosměrných proudů;
• elektrické pole střídavých proudů;
• nestacionární elektrické pole;
• stacionární a nestacionární teplotní pole;
• mechanické namáhání a elastické deformace.

ELCUT je proprietární software a je distribuován jako komerční program „ELCUT Professional“ za podmínek EULA . K dispozici je bezplatný (freeware) program pro studenta a demonstrační aplikace "ELCUT Student".

Program ELCUT se propojuje se známými CAD systémy prostřednictvím importu a exportu souborů *.dxf [4] .

Program ELCUT lze zabudovat do jiného programu nebo propojit s externím programem [5] . Interakci mezi jádrem ELCUT a ostatními programy lze realizovat dvěma způsoby: na nízké úrovni prostřednictvím objektového modelu ELCUT s názvem ActiveField a na vysoké úrovni prostřednictvím parametrického rozhraní pomocí utility LabelMover [6] .

Klíčové vlastnosti

1. Modul střídavého magnetického pole je určen k výpočtu magnetického pole vybuzeného sinusovým proudem dané frekvence s přihlédnutím k vířivým proudům (proudové posunutí a efekt přiblížení). Pro tento modul je také zajištěno společné řešení problému pole s připojeným elektrickým obvodem. Používá se pro výpočty instalací indukčního ohřevu [7] , transformátorů [8] , reaktorů, elektrických strojů, akčních členů, problémů EMC a elektromagnetické ekologie.
2. Magnetostatický modul je určen k výpočtu magnetického pole stejnosměrných proudů a/nebo permanentních magnetů s přihlédnutím k saturaci feromagnetických materiálů. Příkladem takových výpočtů jsou akční členy, elektrické stroje, magnetické obrazovky, zařízení s permanentními magnety [9] .
3. Modul nestacionárního magnetického pole je určen k výpočtu přechodových procesů v elektromagnetických zařízeních. Tento typ analýzy může zahrnovat zohlednění kombinovaného působení proměnných (včetně impulsních) zátěží a permanentních magnetů, stejně jako společné řešení problému pole s připojeným elektrickým obvodem. Slouží k výpočtu chodu motorů z měničů, analýze vlivu impulsních zátěží a přepětí [10] , systémů s předpětím atd.
4. Elektrostatický modul je určen k výpočtu elektrostatického pole způsobeného aplikovaným potenciálovým, objemovým, povrchovým a bodovým nábojem [11] . Používá se pro analýzu elektroizolačních konstrukcí, stínění, elektrické pevnosti izolačních systémů, kapacity vodičového systému, elektromagnetické ekologie.
5. Modul stejnosměrného elektrického pole je určen pro výpočet šíření stejnosměrných proudů ve vodivých polích. Slouží k výpočtu zemních elektrod, desek plošných spojů [12] , masivních přípojnic, svodových proudů izolačních konstrukcí.
6. Modul Alternating Current Electric Field je určen k výpočtu elektrických polí způsobených střídavým napětím, přičemž bere v úvahu svodové proudy. Používá se pro izolace konstrukcí, kabelů, kabelových tvarovek, kondenzátorů, vysokonapěťových izolací [13] .
7. Modul nestacionárního elektrického pole je určen k výpočtu elektrických polí způsobených impulsními napětími. Bere v úvahu nelineární fyzikální vlastnosti dielektrik. Používá se při výpočtu komplexních izolačních systémů [14] , varistorů, svodičů přepětí, nelineárních stínění atd.
8. Modul přenosu tepla je navržen tak, aby vypočítal přechodné a ustálené teplotní pole, přičemž bere v úvahu přenos tepla prouděním a sáláním. Používá se k analýze systémů vytápění a chlazení [15] .
9. Modul pružné deformace lze použít k výpočtu mechanických napětí v různých zařízeních. Například stavební konstrukce, vysokotlaká technika, jednotlivé komponenty mechanických systémů.

Omezení

Program ELCUT má řadu omezení [16] . Většina z nich je vysvětlena přáním autorů vytvořit jednoduchý a kompaktní nástroj pro počítačovou simulaci [17] . Nejprve se použije jeden druh konečného prvku, trojúhelník (mezi typy konečných prvků není na výběr). Zadruhé, typy analýz problémů mechaniky a přenosu tepla mají omezenou funkčnost a jsou pomocné.

Až do verze 6.0 poskytoval ELCUT pouze 2D modelování. Nyní (duben 2018) ELCUT poskytuje 3D modelování pro elektrostatiku, stejnosměrné elektrické pole a stacionární přenos tepla.

Viz také

• Lineární motor

Poznámky

1. ↑ Basov K. A. ANSYS pro projektanty. — M.: DMK Press, 2009. — str. 7-10. – 248 str. - ISBN 978-5-94074-462-7 .
2. ↑ Sarapulov F. N., Sarapulov S. F., Tomashevsky D. N. et al. Elektrotechnologická virtuální laboratoř: učebnice. Archivní kopie ze dne 24. července 2015 na Wayback Machine - Jekatěrinburg: GOU VPO USTU-UPI, 2003. - str. 3-4. - 233 str. – ISBN 5-321-00381-5
3. ↑ Dubitsky S.D., Zásobník V.G. ELCUT - inženýrský systém pro modelování dvourozměrných fyzikálních polí Archivní kopie ze dne 14. května 2012 na Wayback Machine // CADmaster - 2001. - č. 1. - str.17-21.
4. ↑ Biktimirov K.V., Hollandtsev Yu.A. Kompatibilita informačních programů pro konstrukční přípravu výroby a inženýrskou analýzu Archivní kopie ze dne 24. července 2015 na Wayback Machine // Zprávy Tomské státní univerzity řídicích systémů a radioelektroniky. - 2012. - díl 1. - č. 1 (25). – M.: TUSUR. 2012. - str. 87-92.
5. ↑ Zinevich L.V. Řešení konstrukčních problémů pomocí softwarového balíku ELCUT // Konstrukce - utváření životního prostředí. Sborník vědeckých prací XIV. mezinárodní meziuniverzitní vědecko-praktické konference mladých vědců, doktorandů a doktorandů. - 2011. - M.: MGSU. 2011. - str.47-51. - 864s.
6. ↑ Karachev V.D., Belonogov V.G., Golubev A.N., Martynov V.A. Simulace M-fázového synchronního motoru v prostředí ELCUT Archivní kopie z 8. prosince 2011 na Wayback Machine // Pátá regionální vědeckotechnická konference studentů a doktorandů Energia -2010. - 2010. - Ročník 3. - Str. 155-159 - Ivanovo: IGEU, 2010.
7. ↑ Frizen V.E. Modelování indukčního ohřevu pomocí programu Elcut 4.2T: Směrnice pro výuku předmětu z disciplíny "Metody výpočtu elektromagnetických a tepelných polí." - Jekatěrinburg, GOU VPO USTU-UPI, 2005. - 36 s.
8. ↑ Baženov M.S. Metody výzkumu rozptylových polí výkonových transformátorů Věstník TPU. – 2011.
9. ↑ Chernykh I.V. Řešení polních úloh pomocí programu ELCUT 4.2: Směrnice pro disciplínu "Metody pro výpočet elektrických a magnetických polí". - Jekatěrinburg: Nakladatelství USTU-UPI, 2005. - 24 s.
10. ↑ Domanov A.V. Počítačové technologie v elektrickém pohonu: Poznámky k přednáškám. - Uljanovsk: UlGTU, 2006. - 112 s.
11. ↑ Arbuzov V.N. Aplikace softwarového balíku ELCUT pro řešení problémů elektrostatiky. Manuál pro studenty korespondenčních kurzů v oboru 140211 "Napájení". - M.: MIEE, 2008. - 27 s.
12. ↑ Smirnov A. M. Analýza vlivu podleptání tištěných vodičů na vlnovou impedanci přenosového vedení v deskách plošných spojů // Sborník vědeckých prací Elektromagnetická kompatibilita a design elektronických prostředků. – M.: MIEM, 2008. – str. 85-91.
13. ↑ Greshnyakov G.V., Dubitsky S.D. Matematické modelování elektrického pole ve spojkách silových kabelů // Journal of Electronics. - 2013. - Vydání 3/14.
14. ↑ Andreev A.M., Lavrentieva M.Yu., Pak V.M., Starovoitenkov V.V. Srovnávací analýza použití pásků ELMIKAPOR v izolačních systémech // Elektrotekhnika. - 2002.
15. ↑ Mishichev A.I., Martyanova A.E. Řešení úloh vedení tepla metodou konečných prvků v systému CAE ELCUT: Pokyny pro studium CAD předmětů. - Astrachaň: AGTU, 2001. - 39 s.
16. ↑ Dubitsky S. D. Elcut 5.1 – vývojová platforma pro aplikace polní analýzy Archivováno 24. července 2015 na Wayback Machine // Exponenta Pro. - 2004. - č. 1.
17. ↑ Salova I.A., Chruščov V.V. Modelování v ELCUT. - Petrohrad: St. Petersburg State University of Aerospace Instrumentation, 2007. - 54 s.

Odkazy

• Webové stránky skupiny uživatelské podpory ELCUT
• Video ukazující, jak importovat výkres z Autodesk Inventor do ELCUT
• ELCUT na vzdělávacím matematickém webu Exponenta.ru