Mreženje sestavov je ključen korak pri simulacijah, saj neposredno vpliva na natančnost in stabilnost rezultatov. Pravilno ustvarjena mreža omogoča ustrezen prenos sil in interakcij med posameznimi komponentami sestava. Z njeno pomočjo lahko realno zajamemo stične pogoje, kontaktne napetosti in mehanske odzive celotnega sistema. Slaba mreža pa lahko vodi do numeričnih napak ali nepravilnih interpretacij rezultatov, zato je kakovost mreženja bistvena za zanesljivo analizo sestavov.
Poglejmo si korake, ki pripomorejo k bolj efektivni in časovno učinkoviti analizi velikih sestavov.
1. Priprava geometrije
Ena izmed ključnih prednosti simulacij, vgrajenih v CAD okolje, je tesna integracija med CAD-modeliranjem in simulacijo. Pri uporabi konfiguracij v SOLIDWORKSu za namene simulacije lahko model prilagodimo za analizo – na primer s poenostavitvijo geometrije ali izklopom določenih komponent – ne da bi pri tem vplivali na dejanski proizvodni model.
2. Priprava mreže
V SOLIDWORKS so na voljo tri različne metode mreženja, zato je pogosto vprašanje, kdaj uporabiti katero. Privzeta možnost je Blended Curvature Based Mesher, ki je za večino primerov tudi priporočan. Program premore še Standard Mesher in Curvature-Based mrežilca načina mreženja (CB).
V preteklosti uporaba BCB mrežilca ni bila pogosta – pogosto zaradi nepoznavanja njegovega obstoja ali zaradi daljšega časa obdelave. Z uvedbo različice SOLIDWORKS 2021 pa je BCB postal bistveno hitrejši in robustnejši, saj zdaj podpira večnitno (multithreaded) in večjedrno (multicore) obdelavo, kar omogoča učinkovitejše mreženje velikih sestavov.
Standardna mreža uporablja konstantno globalno velikost mrežnih elementov, kar vodi do enakomerne porazdelitve mreže po modelu. V določenih primerih lahko pri tem spregleda manjše geometrijske značilnosti, če so manjše od določene tolerance. Nasprotno pa BCB in CB mrežilca uporabljata razpon najmanjše in največje velikosti elementa, kar omogoča prilagajanje velikosti elementov glede na obliko – večje elemente na večjih ravnih površinah in manjše elemente v bližini majhnih detajlov ali ukrivljenih področij.
Tako se doseže bolj optimalna porazdelitev elementov in vozlišč, kar poveča natančnost ob hkratnem zmanjšanju računskih zahtev. V številnih primerih se je pokazalo, da BCB uspešno ustvari mrežo tudi takrat, ko standardni mrežilec odpove.
Zato je pri obsežnih sestavih priporočljivo uporabiti Blended Curvature-Based mrežilec, saj omogoča hitrejše in zanesljivejše mreženje, ob tem pa ohranja visoko kakovost mreže.
3. Reševanje interferenc
Pogost problem pri sestavih je pojav prekrivanj (interferenc) med komponentami. Vendar pa vse interference niso enake, zato jih je smiselno razdeliti v tri različne scenarije:
Prvi scenarij je krčljivo spajanje (Shrink Fit) – tehnika, pri kateri pride do interferenčnega spoja zaradi spremembe dimenzij po sestavljanju. Običajno se to doseže s segrevanjem ali ohlajanjem ene komponente pred sestavljanjem, nato pa se komponenta po sestavi vrne na sobno temperaturo. Ta metoda izkorišča toplotno raztezanje za ustvarjanje spoja. Če je cilj simulirati ta pojav, je treba med komponentama, ki se prekrivata, določiti vrsto interakcije “Shrink Fit”.
Drugi scenarij obsega primere, kjer interference niso prisotne na ključnih mestih in zato ni potrebe po simulaciji interakcije med določenimi komponentami. V takšnih primerih ni potrebnih dodatnih nastavitev. SOLIDWORKS Simulation od različice 2020 naprej privzeto uporablja neodvisno mreženje (Independent Mesh), kar pomeni, da se vsaka komponenta mreži neodvisno od drugih. Ta pristop omogoča hitrejše izvajanje simulacij brez nepotrebne obdelave stikov.
Tretji scenarij nastopi, kadar so interference prisotne na kritičnih območjih, kjer jih je treba odpraviti z Booleovo operacijo. Za to se uporabi orodje Cavity (Votlina), ki se nahaja pod Insert > Mold. Postopek zahteva, da se v sestavu uredi komponenta, ki jo želimo odrezati, nato pa se z orodjem Cavity izbere komponenta, ki bo služila kot rezalno orodje, in komponenta, ki bo odrezana.
4. Praznine
Reže (gaps) lahko obravnavamo podobno kot interference. Vendar pa reže ne povzročijo napake pri mreženju, temveč težave pri reševanju simulacije, saj lahko prisotnost rež v sestavu vodi do strukturne nestabilnosti.
Prvi izziv je identifikacija rež, saj jih je pogosto težko opaziti neposredno v modelu. Upravljanje z režami je postalo bistveno enostavnejše z različico SOLIDWORKS Simulation 2021, ki je uvedla tri nove parametre za učinkovitejše obvladovanje takšnih primerov:
Stabilizacija kontakta (Contact stabilization)
Dodana je numerična togost na določenih območjih, da se odpravijo začetne nestabilnosti v simulaciji, še preden je kontakt med telesi popolnoma vzpostavljen.
Območje reže za spajanje (Gap range for bonding)
Komponente se obravnavajo kot medsebojno spojene, čeprav je med njimi določena (majhna) reža – ta se preprosto ignorira.
Območje tolerance (Gap range to consider contact)
Določi se dovoljena velikost reže, znotraj katere se med komponentama kljub odsotnosti neposrednega stika vzpostavi kontaktna interakcija.
Za pomoč za upravljanje z velikimi sestave se lahko obrnete na nas preko elektronske pošte (info@ib-caddy.com) oziroma telefonske številke (01 566 12 55).