Учитывая сложность современных изделий, на этапе их разработки единственная ошибка конструктора грозит срывом сроков из-за требующегося перепроектирования. А значит, как минимум убытками, как максимум – сходом с рыночной дистанции из-за безнадежного отставания от конкурентов.

О новейшей системе инженерных экспресс-расчетов, которая сочетает собственные новаторские решения с возможностями знаменитого «ЛОГОСа» и позволяет оценить характеристики разрабатываемой конструкции, не рискуя временем и средствами, рассказала Анна Иванова, руководитель проекта CAЕ Института цифровых технологий ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ».

Самое первое – самое важное

«САРУС.CAE» – часть отечественной системы полного жизненного цикла «САРУС». С момента выпуска в середине 2023 года базовой версии среднего класса это ПО стало одной из главных тем ИТ-форумов, выставок и конференций. Сам комплекс известен тем, что в ближайшем будущем в нем будут проектировать первый отечественный электрокар «АТОМ-2». А модуль СAE уже опробована в деле: с его помощью РФЯЦ-ВНИИЭФ проводились расчет прочности элементов конструкции нового транспортно-упаковочного контейнера для отработавшего ядерного топлива.

– Наша система – среднего класса и разработана как настольный инструмент в первую очередь конструктора. Она обеспечивает экспресс-анализ детали или конструкции именно на самых первых – самых важных! – этапах проектирования и не требует применения суперкомпьютерных технологий.

– Не проще ли создать тестовый вариант изделия и испытать его?

– Даже один цикл проектирования, изготовления опытного образца и его испытания – это достаточно серьезные временные и финансовые затраты. И всегда есть вероятность, что результат будет неудовлетворительным, так что цикл потребуется повторить. И, возможно, не один раз. Полностью отказаться от испытаний, как правило, невозможно, но использование CAE, как подтверждает опыт РФЯЦ-ВНИИЭФ, позволяет принципиально сократить их объем.

Среди аналогов данная разработка занимает особое место. В первую очередь поскольку это не просто отдельное ПО, а часть «САРУСа» – комплекса информационных систем, обеспечивающих сквозную 3D-технологию. Это ускоряет, упрощает, удешевляет и повышает качество создания изделий. «САРУС» – импортонезависимое решение в защищенном исполнении, реализованное как для предприятий оборонно-промышленного комплекса, так и для гражданских отраслей промышленности: авиа-, судо-, машиностроения и других.  Оно сертифицировано по требованиям ФСТЭК РФ и внесено реестр отечественного ПО.

Опираясь на возможности «ЛОГОСа»

«САРУС» базируется на собственной цифровой промышленной платформе с суверенным геометрическим ядром. В комплексе реализована бесшовная интеграция как с входящими в его состав информационными системами, так и с системами внешними. Это открывает огромные возможности, позволяя, например, получать обработанную геометрию будущего изделия непосредственно из модуля CAD, а после расчетов в CAE отправлять деталь в CAM – для воплощения на станке.

Интеграция с внешними системами позволяет, при необходимости, эффективно взаимодействовать  с широким спектром инженерного программного обеспечения. В том числе с еще одним широко известным цифровым продуктом РФЯЦ-ВНИИЭФ – пакетом программ для инженерных высокопараллельных расчетов «ЛОГОС».

– В чем специфика САРУС.CAE?

– «ЛОГОС» и иные подобные системы предназначены для расчетчиков, а функциональность нашего продукта обеспечивает все потребности конкретно конструкторов. Например, позволяет проводить расчеты прочности, устойчивости, делать модальный анализ, а также рассчитывать и подбирать стандартные элементы и типовые соединения для конструкции изделия.

– Какими именно методами?

– В системе есть блок расчетов методом конечных элементов и блок расчетов, проводимых аналитическими методиками.

Для первого блока нами реализован собственный сеточный генератор, который позволяет разбить конструкцию на конечные элементы – поддерживается расчет сборки, содержащей до 2 миллионов. Все делается в режиме единого окна: в препроцессоре подготавливается расчетная модель, данные передаются в решатель «ЛОГОСа», результат поступает обратно, и его можно обрабатывать и визуализировать здесь же, уже в постпроцессоре.

Второй блок базируется на методиках из ГОСТов, ОСТов и общедоступных инженерных справочников. Конструктор вводит исходные данные для расчета и в том же окне получает его результаты.

О перспективах

Сегодня продолжается активное развитие системы сразу по ряду направлений.

– Мы наращиваем количество интегрируемых решателей. В первую очередь – «ЛОГОСа». Уже интегрированы модули «Прочность» и «Тепло», сейчас обсуждается сопряжение и с другими модулями этого пакета программ. Параллельно прорабатываем будущую интеграцию иных отечественных расчетных систем и решателей, которые позволят проводить настольное моделирование газодинамических и других физических процессов.

Еще одно направление – оптимизация. В системе обеспечено распараллеливание нагрузок при проведении расчетов по ядрам, ведутся работы по выполнению расчетов на графических процессорах.

Ключевая цель разработчиков САРУС.CAE – расширить функциональность и возможности системы в соответствии с потребностями заказчиков из высокотехнологичных отраслей российской промышленности,  обеспечив и здесь инженерные экспресс-расчеты на высшем уровне.