SOLIDWORKS Flow Simulation se že vrsto let uporablja za preračun pretokov tekočin, plinov ter temperatur. Je pa bil SOLIDWORKS Flow dolgo časa omejen s tem, da si lahko v enem območju definiral le eno vrsto medija (npr. samo plin ali samo tekočina). To se je spremenilo s SOLIDWORKS 2018, ko je SOLIDWORKS v Flow Simulation dodal funkcionalnost Free Surface. Free Surface omogoča preračun pretoka tekočine v območju, kjer je definiran plin. Primer tega je prelivanje vode iz plastenke v kozarec.
Toplota in tok toplote med telesi je eden najbolj vplivnih pojavov v naravi. Za inženirje je zato pogosto zelo pomembno, da upoštevajo ta pojav pri načrtovanju svojih izdelkov. Seveda pri upoštevanju takega pojava pridejo v pomoč izkušnje, a še bolj pa nam lahko pomaga preračun oz. simulacija.
SOLIDWORKS Simulation je program za testiranje vašega izdelka že v fazi razvoja. Je napredno orodje, ki vam pomaga dobiti odgovore na zahtevna vprašanja. Seveda pa je potrebno za pravilne odgovore pravilno interpretirati rezultate. Občasno imamo na modelu zelo visoke napetosti – na primer pri robu ali oglišču. Lahko tem preračunanim napetostim verjamemo? V tem prispevku bomo ogledali takšne primere.
Uporabniki, ki imajo od simulacijskih modulov Simulation Professional ali Simulation Premium, so lahko pri nadgradnji na verzijo SOLIDWORKS 2018 lahko opazili novo vrsto strukturne analize. Ta se imenuje optimizacija topologije.
Kaj, pravzaprav, pa je optimizacija topologije? Optimizacija topologije je analiza, ki uporabnikom omogoča neparametrično optimizacijo njihove geometrije. To pomeni, da uporabnik izdela neko začetno obliko, nato pa računalnik sam preračuna kje se lahko odstrani material. Do sedaj je bila v simulacijah omogočena le parametrična optimizacija, kjer smo spreminjali določene parametre, sedaj pa nam program oblikuje geometrijo sam.
Oglejmo si optimizacijo topologije na primeru nosilca.
Nosilec je obremenjen na vrhu, na spodnjih posnetih delih pa je vpet v prostor. Postopek definicije vpetja in zunanjih sil je identičen tistemu v navadni statični analizi. Za preračun pa moramo definirati še cilj. Trenutno so v programu 3 vrste ciljev (trenutna verzija programa je SOLIDWORKS 2018).
V našem primeru smo izbrali prvo možnost – Best Stiffness to Weight ratio. Nato lahko že poženemo preračun. Kos se zmreži in začne se iterativni postopek optimizacije topologije.
Rezultat zgornjega preračuna je prikazan na spodnji sliki,
Iz oblike je hitro razvidno, da take oblike z določenimi tehnikami izdelave (litje na primer) nebi mogli narediti. Zaradi tega si lahko pomagamo z ukazi »Manufacturing controls«, ki vodijo algoritem do oblik, ki jih lahko naredimo z različnimi proizvodnimi tehnikami. Ti ukazi so:
Če ponovimo preračun in uporabimo simetrijo ter De-mold ukaz, dobimo sledeči rezultat.
V sledeči analizi smo povečali odstotek odstranjenega materiala iz 70% na 80%.
V primeru, da naredimo bolj fino mrežo, pa ima algoritem več možnosti pri temu kaj odstrani in kaj ohrani. Z izboljšano mrežo dobimo sledeči rezultat.
Takšno preračunano geometrijo lahko izvozimo v novo datoteko ali v novo konfiguracijo. Izvoz je primeren za 3d tiskanje, saj lahko izvozimo STL. datoteko. Lahko pa nam nova geometrija služi kot opora pri izdelavi novega parametričnega modela.
SOLIDWORKS SimulationXpress je simulacijski modul, ki deluje na principu metode končnih elementov. Omogoča vam preračun preproste analize kosa z enim telesom. SOLIDWORKS SimulationXpress je vključen v vsaki verziji SOLIDWORKS-a (tudi v SOLIDWORKS Standard in SOLIDWORKS Professional).
SOLIDWORKS SimulationXpress lahko najdete pod “Tools“:
Klub temu, da je SOLIDWORKS SimulationXpress vključen v vseh verzijah SOLIDWORKS-a, ga je za uporabo potrebno še aktivirati. Postopek aktivacije je prikazan na našem forumu na sledeči povezavi: https://forum.ib-caddy.com/viewtopic.php?f=4&t=297&p=476
Uporaba SOLIDWORKS SimulationXpress-a
Ko je SOLIDWORKS SimulationXpress aktiviran in zagnan, se pojavi SimulationXpress čarovnik v Task Pane panelu na desni strani ekrana. Čarovnik vas vodi skozi nastavitve in pogon analize. Na ta način lahko tudi uporabniki, ki niso domači v simulacijah, pripravijo analizo po korakih v čarovniku.
Fixtures – vpetja
Prvi korak pri pripravi analize je določitev kje bo vaš kos vpet v prostor. To je potreben korak, saj bi brez vpetij kos “plaval” v zraku. Vsaj ena izbira mora biti določena. Na sledeči sliki lahko vidimo, da je izbrana ena površina, kjer se pojavijo zelene puščice, ki nakazujejo, da smo na tej površini omejili vseh 6 prostorskih stopenj.
Loads – obremenitve
Drugi korak vključuje definicijo obremenitev. V SOLIDWORKS SimulationXpress lahko definiramo dve vrsti obremenitev – sila in pritisk. Obremenitve definiramo na površine, kjer se pojavijo puščice, ki nakazujejo obremenitev.
Material
Za preračun premikov in napetosti, moramo definirati materialne lastnosti. To pomeni, da moramo definirati material. SOLIDWORKS SimulationXpress preračunava samo linearne statične analize – nelinearnih pojavov, kot je plastična deformacija, se ne preračuna.
Run – pogon simulacije
Pred pogonom analize, je potrebno določiti mrežo. To vpliva na natančnost rezultatov. Bolj fina mreža pomeni bolj natančne rezultate a bo preračunski čas zato daljši. Mrežo se spremeni pod “Run”→”Change settings”.
Results – rezultati
Ko se analiza preračuna, vidimo deformacijo geometrije. Ta deformacija je ponavadi skalirana, da se rezultati vidijo čim bolj nazorno. Skaliranost deformacije se vidi v zgornjem levem kotu grafičnega okna.
Tukaj imamo dve možnosti: lahko nadaljujemo ali pa se vrnemo nazaj in spremenimo nastavitev analize. Če nadaljujemo lahko vidimo rezultate deformacije, napetosti in faktorja varnosti.
Po pregledu rezultatov, lahko generirate poročilo v Microsoft Word formatu. Model lahko izvozite tudi v eDrawings formatu, da lahko ostali uporabniki, ki nimajo dostop do SOLIDWORKS-a, pregledajo model in rezultate analize.
SOLIDWORKS SimulationXpress je izredno uporabno orodje s katerim lahko htro in preprosto preračunamo vpliv obremenitev na naš kos. S temi podatki lahko izdelamo boljšo verzijo kosa, zmanjšamo število prototipov,… Če moramo pripraviti analizo na bolj kompleksni geometriji, ima SOLIDWORKS v svoji ponudbi bolj napredne simulacijske produkte. Analize v SOLIDWORKS Premium paketu nam na primer že omogočajo preračun obremenitev na sestavih.
Pri simulacijah se je potrebno zavedati, da so rezultati ocene poenostvljenih robnih pogojev in modelov ter jih je potrebno preveriti v realnosti.
Več informacij o Simulacijskih produktih SOLIDWORKS-u lahko najdete na https://solidworks.ib-caddy.com/products/simulation.php
SIMULIA Structural Simulation Engineer je nova rešitev na področju zahtevnih strukturnih analiz po metodi končnih elementov. Rešitev povezuje proces analize iz okolja SOLIDWORKS, ki deluje na namiznih računalnikih do dela, ki se izvaja na oblaku in deluje na 3DEXPERIENCE platformi z uporabo tehnologije SIMULIA. Okolji sta med seboj povezani s 3DExperience Simulation Connector vmesnikom, ki SOLIDWORKS uporabnikom omogoča uporabo obstoječih simulacij izdelanih v okolju SOLIDWORKS Simulation z naprednejšimi rešitvami, katere ponuja SIMULIA.
Kaj so prednosti te rešitve?
SOLIDWORKS-ov vtičnik (t.j. 3DExperience Simulation Connector) bo prenesel obstoječo geometrijo in SOLIDWORKS Simulation nastavitve (materiale, obremenitve, robne pogoje, definicijo mreže, …) neposredno v okolje 3DEXPERIENCE, ki vsebuje ABACUS solver. S tem je omogočeno, da nam že vpisane parametre v okolju SOLIDWORKS Simulation ni potrebno ponovno vpisovati in nastavljati. Ko je model z robnimi pogoji prenešen na oblak, imate dostop do Abaqus/Standard solverja in njegovih naprednih simulacijskih zmožnosti kot so General Contact, možnost večje izbire elementov, napredno mreženje z upoorabo quad ali hex elementov in zanesljive rešitve za kombiniranje nelinearnosti z npr. nelinearnimi materiali in velikimi deformacijami. Dodatno lahko koristite prednosti uporabe več delovnega pomnilnika in več-procesorskega oz. več-nitnega delovanja kar omogoča ABACUS tehnologija in pa tudi izvajanja simulacij na oblaku.
Je to že dobavljivo? Kako lahko preiskusim to tehnologijo?
SIMULIA Simulation Engineer je trenutno v stanju lighthouse beta, planirano pa bo dobavljiva nekje v sredini leta 2018. Ta verzije je dostopna kvalificiranim uporabnikom s predhodno potrditvijo, vključuje pa tudi uvodno izobraževanje in pomoč s strani IB-CADDY preko telefona in TeamViewer-ja.
Če želite preizkusiti SIMULIA Simulation Engineer za 90 dni za do 3-upoorabnike pokličite IB-CADDY na (01) 566 12 55 ali pa nam pišite na email: info@ib-caddy.si.
Splošno znano je, da je SOLIDWORKS 3D CAD z vsemi pripadajočimi produkti v SOLIDWORKS ekosistemu, izredno preprost za uporabo. Je pa seveda tudi res, da brez znanja ne moremo učinkovito uporabljati še tako preprostega programa. V podjetju IB-CADDY zato ponujamo celo paleto izobraževanj za SOLIDWORKS produkte.
Za začetnike in uporabnike, ki so predhodno delali z drugimi CAD programi, seveda najprej priporočamo tečaj SOLIDWORKS Osnove. Naprednejšim uporabnikom pa predlagamo, da si ogledajo spisek vseh SOLIDWORKS izobraževanj, ter se odločijo za tista, ki se jim zdijo uporabna.
Če vam je katero od izobraževanj zanimivo, se lahko na izobraževanja prijavite na naši spletni strani. V primeru, da za določen tečaj nimamo razpisanega termina, nas o vašem zanimanju o tem obvestite na info@ib-caddy.com.
