Cosmos/Design Star - мощный, интуитивно-понятный пакет для анализа состояния элементов конструкции, работающий как самостоятельно, так и совместно с Autodesk Inventor, SolidWorks и Solid Edge, устанавливая с этими CAD-системами полную ассоциативную связь.

Представляемый интерфейс прост, нагляден и логичен, что дает возможность пользователю быстро освоить продукт и сразу же перейти к решению конкретных задач.

Пакет имеет собственный пре- и постпроцессор, позволяющий создавать оптимальную конечно-элементную структуру и обладающий разнообразными возможностями представления результатов расчета. Имеется доступная для пополнения библиотека свойств материалов.

Модуля подготовки геометрии модели нет, но Cosmos/Design Star способен импортировать геометрию, подготовленную во многих CAD-программах: CADKEY, CATIA, Helix Design System, I-DEAS and Artisan, IronCAD, Mechanical Desktop, MicroStation Modeler, Pro/Desktop, Pro/Engineer, SolidDesigner, thinkdesign, Unigraphics, Vellum Solids.

Возможности Cosmos/DesignSTAR версии 2.1.

• Линейный статический анализ отдельных деталей - расчет перемещений, деформаций и напряжений, возникающих в конструкции при заданных нагрузках и граничных условиях. В качестве нагрузок могут выступать точечная сила, давление, объемные силы (гравитация, центробежная сила), термическая нагрузка. На систему можно накладывать ограничения в виде предписанных перемещений для точек, ребер и поверхностей.

• Расчет сборок с учетом контактного взаимодействия между ее элементами с учетом и без учета трения.

• Частотный анализ - определение собственных (резонансных частот) и соответствующих форм колебаний.

• Линейный анализ устойчивости элементов конструкции определение критических нагрузок и соответствующих форм потери устойчивости.

• Термический анализ - определение температурных полей и градиентов, тепловых потоков в конструкции. Рассчитываются стационарные состояния и переходные процессы в линейной и нелинейной постановке. Предусмотрена возможность моделирования следующих краевых и начальных условий: температура, тепловой поток, теплообмен путем конвекции и радиационного излучения. Моделируется также объемное тепловыделение.

• Возможно дополнение программы модулем Cosmos/EMS для расчета характеристик трехмерных низкочастотных электромагнитных полей (электростатика, магнитостатика, магнитные поля переменных токов, переходные процессы в цепях).

Анализ состояния элементов конструкции включает пять последовательных шагов:

1. Подготовка геометрии для анализа. Все геометрические построения и редактирование должны производиться в CAD-системе: Cosmos/Design Star не располагает средствами моделирования.

2. Задание исходных данных: материал, нагрузки, граничные условия. При формировании нагрузок и граничных условий можно использовать предварительно определенные для ссылки точки, оси и координатные плоскости.

3. Создание конечно-элементной сетки. Параметры сетки можно варьировать, определяя средний размер элемента и выделяя области, где необходима более мелкая сетка.

4. Запуск программы анализа. Наиболее трудоемкая часть вычислительного процесса - решение систем линейных уравнений. Cosmos/DesignSTAR имеет быстрый и надежный решатель, который примерно в сто раз быстрее решателей, использующих обычные методы.

5. Визуализация результатов, для представления которых предусмотрены разнообразные средства.

Размер, а также сложность моделей для анализа ограничены только возможностями вычислительного устройства пользователя. Точность получаемого решения зависит от размеров конечно-элементной сетки, качество которой можно проконтролировать по двум параметрам (оценка относительных размеров конечного элемента и значение Якобиана). Сходимость решения оценивается путем сравнения результатов, полученных на грубой и более мелкой сетке. Размер сетки определяет пользователь, он же контролирует степень сгущения в местах наибольших градиентов. Норма расхождения решений, полученных на разных сетках, служит хорошей оценкой точности.

В процедурах линейного статического анализа отдельных деталей и сборок принципиальной разницы нет. При анализе сборок для моделирования зазоров дополнительно включается опция "Automatic Gap Condition" (Автоматический учет зазоров) и задается коэффициент трения, что позволяет учесть особенности, связанные с наличием контактных поверхностей.

При расчете напряженного-деформирования состояния можно учесть влияние температурного поля. В качестве температурного профиля могут использоваться результаты термического анализа.

Комплекс включает модуль для оценки результатов линейного статического анализа (оценки прочности элементов конструкции). Пользователь имеет возможность формировать модуль, подбирая критерий прочности в зависимости от свойств материала (пластичный или хрупкий, одинаковые или разные предельно допустимые напряжения для материала при испытаниях на растяжение и сжатие).

Возможен выбор одного из четырех вариантов:

• энергетический критерий (или критерий по Мизесу);

• критерий Сен-Венана-Леви (или Треска);

• критерий Мора-Кулона;

• критерий на основе максимального нормального напряжения.

Дополнительные возможности версии 3.0.

• Расширен перечень решаемых задач: анализ оболочек; нелинейное деформирование материалов; динамика жидкстей и газов (модуль Cosmos/Flow);

• Усовершенствованы методы решения контактных задач;

• Реализован выборочный Р-адаптивный метод для оценки и повышения точности решения задач линейной статики;

• Улучшены средства представления результатов расчета;

• Поддерживаются: расчет сил реакций; 12 моделей деформирования материала; 4 вида кривых - временно-зависимые, температурно-зависимые, кривые деформация-напряжение, расход-давление; 4 вида функций для аппроксимации кривых - гармоническая, ступенчатая, в виде импульса и определяемая пользователем.

Введено много других усовершенствований, что в совокупности предоставляет качественно новый программный продукт, сочетающий в себе высокий уровень сложности решаемых задач, а также простоту и удобство интерфейса, представляемого пользователю.