Interested Article - ELCUT

ELCUT — это компьютерная программа для проведения инженерного анализа и двумерного моделирования методом конечных элементов (МКЭ). Компьютерное моделирование и численный анализ в промышленности позволяет избежать дорогостоящих и длительных натурных испытаний, ускоряет, дополняет и иллюстрирует процесс проектирования и разработки, способствует развитию инженерной интуиции .

Краткое описание

Программа ELCUT существует и развивается на протяжении более 20 лет и является популярной CAE-программой среди преподавателей и инженеров .

Программа ELCUT разрабатывается российской компанией-разработчиком ООО «Тор». Это единственный продукт компании.

Модули ELCUT позволяют проводить анализ физических полей и получать решение связанных многодисциплинарных задач в таких видах анализа :

магнитное поле переменных токов;
магнитное поле постоянных токов и/или постоянных магнитов;
нестационарное магнитное поле;
электростатическое поле;
электрическое поле постоянных токов;
электрическое поле переменных токов;
нестационарное электрическое поле;
стационарное и нестационарное температурное поле;
механические напряжения и упругие деформации.

ELCUT является проприетарным программным обеспечением и распространяется как коммерческая программа «ELCUT Профессиональный» на условиях EULA . Имеется бесплатная (freeware) программа для студенческого и демонстрационного применения «ELCUT Студенческий».

Программа ELCUT сопрягается с известными CAD-системами через импорт и экспорт файлов в формате *.dxf .

Программа ELCUT может быть встроена в другую программу или связана с внешней программой . Взаимодействие между ядром ELCUT и другими программами может быть реализовано двумя способами: на низком уровне через объектную модель ELCUT, названную ActiveField, и на высоком уровне через параметрический интерфейс с использованием утилиты LabelMover .

Основные возможности

Модуль магнитное поле переменных токов предназначен для расчёта магнитного поля, возбуждаемого синусоидальным током заданной частоты с учётом вихревых токов (вытеснения тока и эффекта близости). Для этого модуля обеспечено также совместное решение полевой задачи с присоединённой электрической цепью. Используется для расчётов установок индукционного нагрева , трансформаторов , реакторов, электрических машин, исполнительных механизмов, задач ЭМС и электромагнитной экологии.
Модуль магнитостатика предназначен для расчёта магнитного поля постоянных токов и/или постоянных магнитов с учётом насыщения ферромагнитных материалов. Примерами таких расчётов являются исполнительные механизмы, электрические машины, магнитные экраны, приборы с постоянными магнитами .
Модуль нестационарное магнитное поле предназначен для расчёта переходных процессов в электромагнитных устройствах. Этот вид анализа может включать учёт совместного действия переменных (в т.ч. импульсных) нагрузок и постоянных магнитов, а также совместное решение полевой задачи с присоединенной электрической цепью. Используется для расчёта работы двигателей от преобразователей, анализа влияния импульсных нагрузок и перенапряжений , систем с подмагничиванием и т. д.
Модуль электростатика предназначен для расчёта электростатического поля, вызванного приложенным потенциалом, объёмными, поверхностными и точечными зарядами . Используется для анализа электроизоляционных конструкций, экранов, электрической прочности изоляционных систем, ёмкости системы проводников, электромагнитной экологии.
Модуль электрическое поле постоянных токов предназначен для расчета растекания постоянных токов в проводящих массивах. Используется для расчёта заземлителей, печатных плат , массивных шин, токов утечки изоляционных конструкций.
Модуль электрическое поле переменных токов предназначен для расчёта электрических полей, вызванных переменными напряжениями, с учётом токов утечки. Используется для изоляционных конструкций, кабелей, кабельной арматуры, конденсаторов, высоковольтной изоляции .
Модуль нестационарное электрическое поле предназначен для расчёта электрических полей, вызванных импульсными напряжениями. Учитывает нелинейные физические свойства диэлектриков. Применяется при расчёте сложных систем изоляции , варисторов, ограничителей перенапряжений, нелинейных экранов и т.п.
Модуль теплопередача предназначен для расчёта переходного и установившегося температурного поля с учётом конвективного и радиационного теплообмена. Используется для анализа систем обогрева и систем охлаждения .
Модуль упругие деформации может быть использован для расчёта механических напряжений в различных устройствах. Например, строительные конструкции, техника высокого давления, отдельные узлы механических систем.

Ограничения

В программе ELCUT есть ряд ограничений . Большинство из них объясняются стремлением авторов создать простой и компактный инструмент компьютерного моделирования . Во-первых, используется один вид конечного элемента, треугольник (нет выбора между типами конечных элементов). Во-вторых, виды анализа задач механики и теплопередачи ограничены по функциональности и являются вспомогательными.

Вплоть до версии 6.0 ELCUT обеспечивал только 2D моделирование. Сейчас (апрель 2018 г.) ELCUT предоставляет возможность 3D моделирования для задач электростатики, электрического поля постоянных токов и стационарной теплопередачи.

См. также

Линейный двигатель

Примечания

Басов К. А. ANSYS для конструкторов. — М.: ДМК Пресс, 2009. — с. 7-10. – 248 с. — ISBN 978-5-94074-462-7 .
Сарапулов Ф. Н., Сарапулов С. Ф., Томашевский Д. Н. и др. от 24 июля 2015 на Wayback Machine - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003. – с. 3-4. - 233 с. – ISBN 5-321-00381-5
Дубицкий С.Д., Поднос В.Г. от 14 мая 2012 на Wayback Machine // CADmaster - 2001. - №1. - с.17-21.
Биктимиров К.В., Голландцев Ю.А. от 24 июля 2015 на Wayback Machine // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2012. – часть 1. - № 1 (25). – М.: ТУСУР. 2012. – с. 87-92.
Зиневич Л.В. Решение задач строительства с использованием программного пакета ELCUT // Строительство – формирование среды жизнедеятельности. Сборник научных трудов XIV международной межвузовской научно-практической конференции молодых учёных, докторантов и аспирантов. – 2011. - М.: МГСУ. 2011. - с.47-51. - 864с.
Карачев В.Д., Белоногов В.Г., Голубев А.Н., Мартынов В.А. от 8 декабря 2011 на Wayback Machine // Пятая региональная научно-техническая конференция студентов и аспирантов Энергия -2010. – 2010. – Том 3. – с. 155-159 – Иваново: ИГЭУ, 2010.
Фризен В.Э. Моделирование индукционного нагрева с помощью программы Elcut 4.2T: Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине "Методы расчета электромагнитных и тепловых полей". - Екатеринбург, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. - 36 с.
Баженов М.С. Методы исследования полей рассеяния силовых трансформаторов // Вестник ТПУ. – 2011.
Черных И.В. Решение полевых задач с помощью программы ELCUT 4.2: Методические указания по дисциплине "Методы расчета электрических и магнитных полей". - Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ, 2005. - 24 с.
Доманов А.В. Компьютерные технологии в электроприводе: Конспект лекций. - Ульяновск: УлГТУ, 2006. - 112 с.
Арбузов В.Н. Применение комплекса программ ELCUT для решения задач электростатики. Пособие для студентов заочной формы обучения по специальности 140211 "Электроснабжение". - М.: МИЭЭ, 2008. - 27 с.
Смирнов А. М. Анализ влияния подтравов печатных проводников на волновое сопротивление линии передачи в печатных платах // Сборник научных трудов Электромагнитная совместимость и проектирование электронных средств. – М.: МИЭМ, 2008. – с. 85-91.
Грешняков Г.В., Дубицкий С.Д. Математическое моделирование электрического поля в муфтах силовых кабелей // Журнал Электроника. – 2013. – Выпуск 3/14.
Андреев А.М., Лаврентьева М.Ю., Пак В.М., Старовойтенков В.В. Сравнительный анализ применения лент ЭЛМИКАПОР в системах изоляции // Электротехника. – 2002.
Мишичев А.И., Мартьянова А.Е. Решение задач теплопроводности методом конечных элементов в CAE-системе ELCUТ: Методические указания по изучению курсов САПР. - Астрахань: АГТУ, 2001. - 39 с.
Дубицкий С. Д. от 24 июля 2015 на Wayback Machine // Exponenta Pro. - 2004. - № 1.
Салова И.А., Хрущев В.В. Моделирование в ELCUT. – Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, 2007. - 54 с.