Российская CAE-система автоматизированного расчета и проектирования конструкций позволяет пользователю решать различные мультифизические задачи для более точной оценки совместного влияния процессов разной физической природы на объект расчета. Данный подход бесспорно необходим при проектировании современной инновационной техники, к которой предъявляются все более и более жесткие требования. Программный продукт APM Multiphysics зарегистрирован в Реестре российских программ для ЭВМ и баз данных.

APM Multiphysics построен на базе программного продукта APM WinMachine путем добавления к нему специализированных расчетных продуктов для анализа:

• течений жидкости и газа APM FGA,
• электромагнитных полей APM EMA,
• электрических цепей APM ECA.

При этом в продукте реализуются необходимые взаимосвязи, которые позволяют выполнять комплексные расчеты, например, анализ напряженно-деформированного состояния (НДС) с учетом результатов расчета теплопроводности, а также анализ НДС с учетом обтекания конструкции потоками жидкости или газа и т.п.

В APM Multiphysics по умолчанию включены все дополнительные расчетные опции:

Опция Composite: расчет конструкций из композиционных материалов

Данная опция является дополнительной функциональной возможностью конечно-элементного ядра APM Structure3D, являющегося основой таких  программных продуктов как APM WinMachine, APM StructFEM, APM Civil Engineering и APM MultiPhysics. Опция зарегистрирована в Реестре российских программ для ЭВМ и баз данных.

Композиционными материалами, или композитами, называются многокомпонентные твердые материалы, состоящие из армирующих элементов (наполнителей) и пластичной матрицы (связующего). Наполнители обеспечивают необходимые механические характеристики материала (прочность, жёсткость и т. д.), а матрица – совместную работу армирующих элементов и их защиту от механических повреждений и агрессивной химической среды. Соединение таких разнородных веществ усиливает и дополняет свойства каждого из них и тем самым приводит к синергетическому эффекту – созданию совершенно нового материала, характеристики  которого как количественно, так и качественно отличаются от характеристик каждого из его составляющих. Это дает возможность путем подбора как состава и свойств наполнителя и матрицы, так и ориентации наполнителя, получать материалы с заранее заданными свойствами.

Опция Fatigue: расчет выносливости

• Эта опция является дополнительной функциональной возможностью конечно-элементного ядра APM Structure3D, являющегося основой таких  программных продуктов как APM WinMachine, APM StructFEM, APM Civil Engineering и APM MultiPhysics. Опция зарегистрирована в Реестре российских программ для ЭВМ и баз данных.
• Прочность характеризует способность деталей, не разрушаясь, воспринимать нагрузки в определенных режимах и условиях нагружения. Нагружение с постоянными характеристиками рабочего процесса называется стационарным, а с изменяющимися – нестационарным. В случае стационарного нагружения необходимо выполнять только расчет статической прочности, и, если она оказывается обеспеченной, то деталь или объект в целом не разрушатся с течением времени. Если же на механическую систему или ее часть действуют переменные во времени силовые факторы, то вследствие накопления повреждений в материале могут возникнуть трещины, приводящие, в конце концов, к усталостным разрушениям. В результате пролонгированного во времени действия разрушающих факторов время безотказной работы объекта ограничено. Такой тип поломки является наиболее частой причиной выхода из строя деталей и узлов в процессе эксплуатации, причем время работы до разрушения, или долговечность, в этом случае плохо прогнозируемо.
• Способность материала сопротивляться процессу накопления повреждений, вызванному переменным характером нагрузки, называют выносливостью или усталостной прочностью. В основе расчетов на выносливость лежат фундаментальные исследования поведения материалов при нестационарных внешних режимах. При напряжениях, равных и ниже предела выносливости, деталь может выдержать без нарушения целостности сколько угодно многоповторных циклов нагружения. Усталостные разрушения возникают под действием переменных напряжений, уровень которых превышает предел выносливости.
• Если число нагружений составляет 10⁴, то прочность называется кратковременной. При числах циклах нагружения выше 10⁴ говорят о длительной прочности. Деление прочности на длительную и кратковременную связано с различной физической природой накопления дефектов и развития разрушения. Кратковременная прочность связана с накоплением пластических деформаций, а длительная – с процессами, протекающими на уровне кристаллической решетки.
• Особенно значимым критерием необходимости выполнения расчета долговечности является наличие в детали концентраторов, наличие которых не влияет на статическую прочность. Но при  переменном нагружении именно концентраторы являются источниками зарождения и развития усталостных трещин, которые могут привести к поломке.

Опция Harmonic: гармонический анализ

• Эта опция является дополнительной функциональной возможностью конечно-элементного ядра APM Structure3D, являющегося основой таких  программных продуктов как APM WinMachine, APM StructFEM, APM Civil Engineering и APM MultiPhysics. Опция зарегистрирована в Реестре российских программ для ЭВМ и баз данных.
• Функционал опции предназначен для проведения гармонического анализа с целью определения отклика модели на гармоническое воздействие.
• При гармоническом анализе предполагается, что все силовые факторы, приложенные к модели, подчинены гармоническому закону.

Опция TopOpt: топологическая оптимизация

• Эта опция является дополнительной функциональной возможностью конечно-элементного ядра APM Structure3D, являющегося основой таких  программных продуктов как APM WinMachine, APM StructFEM, APM Civil Engineering и APM MultiPhysics. Опция зарегистрирована в Реестре российских программ для ЭВМ и баз данных.
• Современный подход к проектированию предполагает эффективное использование материалов в конструкции. Снижение веса позволяет добиться лучших показателей энергоэффективности и экологичности изделий, снизить их транспортные и эксплуатационные расходы.
• Топологическая оптимизация (ТО) — метод автоматизированного проектирования, позволяющий получить оптимальную форму изделия в заданных условиях эксплуатации. Внедрение этого инструмента в процесс разработки, позволяет сократить время, отводимое на данный этап жизненного цикла изделия, более широко использовать возможности как традиционных способов изготовления, так и аддитивных технологий.

Расчетные модули продукта APM Multiphysics разделены на пять тематических групп:

• Графические средства (2D и 3D препроцессор для подготовки геометрии к расчетам);
• Детали машин и соединения (расчеты типовых деталей машин, механизмов, а также узлов их соединений);
• Конечно-элементный анализ (анализ прочности, устойчивости, собственной и вынужденной динамики конструкций при статических и динамических силовых и температурных воздействиях);
• Моделирование физических процессов (анализ течений жидкостей и газов, расчет электромагнитных полей, расчет электрических цепей);
• Базы данных (массивы справочной информации в текстовом и графическом видах по параметрам материалов, стандартным сечениям металлопроката и т.п.).

Расчетное ядро продукта APM Multiphysics – модуль APM Structure3D – имеет аттестационный паспорт программного средства, выданный РОСТЕХНАДЗОР, ФБУ «НТЦ ЯРБ».

Возможности продукта:

Моделирование физических процессов