کار با طرح های CAD وارداتی
ماژول واردات CAD، ماژول طراحی، و محصولات LiveLink™ برای CAD شامل ابزارهایی برای تعمیر و آماده سازی هندسه برای شبیه سازی هستند. آنها افزوده های قدرتمندی به قابلیت های مدل سازی هندسی نرم افزار COMSOL Multiphysics® هستند. بیایید در مورد چگونگی کارکرد این ابزارها و زمان استفاده از آنها بحث کنیم.
تاریخچه مختصری در مورد استفاده از CAD
طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) سابقه ای طولانی دارد که تقریباً به اولین رایانه های الکترونیکی بازمی گردد. برای اکثر شرکتها، انگیزه اصلی پشت به کارگیری نرمافزار CAD، خودکار کردن طراحی، مستندسازی و فرآیند تولید محصول به منظور انتقال واضح و مؤثر طرحهای مهندسان به تأسیسات تولید بود.
قبل از مدلهای 3 بعدی CAD، محصولاتی از طرحهای دوبعدی ایجاد میشدند که به شکل نقشههای دو بعدی میآمدند. بعدها، طراحان شروع به تولید مدل های سه بعدی بر اساس نقشه های دو بعدی کردند. طرح های CAD در طول سال ها نقش مهمی در چرخه عمر محصول ایفا کرده اند.
امروزه مدلهای سه بعدی CAD را میتوان در طیف وسیعی از اسناد و برنامهها، از دفترچه راهنمای خدمات گرفته تا تجزیه و تحلیل، یافت. برخی از سازمان ها به سمت حذف کامل تولید و توزیع نقاشی های دو بعدی سنتی گرایش پیدا کرده اند. با حذف نقشههای دوبعدی، مدلهای سه بعدی CAD تنها منبع اطلاعاتی محصول هستند که این مدلها را مجبور میکند تا فرآیندهای بیشتری را در چرخه عمر محصول سادهسازی کنند.
تهیه طرح CAD برای تجزیه و تحلیل
استفاده از مجموعه داده های سه بعدی یکسان برای مراحل مختلف چرخه عمر محصول می تواند یک کار چالش برانگیز باشد. این امر به ویژه برای تجزیه و تحلیل اجزای محدود صادق است، زیرا معمولاً به یک هندسه سه بعدی با کیفیت بسیار بالا نیاز دارد.
به عنوان مثال، برای ایجاد یک توری حجمی برای یک جزء، به یک هندسه سطح ضد آب نیاز داریم که بتوان آن را به یک جامد با ناحیه داخلی تبدیل کرد. معمولاً این چیزی است که ما نیازی به نگرانی در مورد آن نداریم، زیرا داده های هندسی وارد شده حاوی جسم جامد سه بعدی است و مش به طور خودکار ایجاد می شود.
با این حال، به دلیل پیچیدگی طراحی و/یا ترجمههای مکرر از یک فرمت CAD به فرمت دیگر، گاهی اوقات دادهها از بین میروند یا نادرست هستند، که میتواند منجر به سطوح ناقص با شکاف شود. در این سناریو، ما باید در طول فرآیند واردات یا به تعمیر خودکار تکیه کنیم یا از ابزارهای تعمیر ارائه شده استفاده کنیم که در ادامه با جزئیات بیشتر توضیح داده شده است.
استفاده از نمایش های مختلف از یک طرح
انواع مختلفی از تجزیه و تحلیل ها به نمایش های بسیار متفاوتی از یک طرح نیاز دارند.
قبل از شروع یک مدل مولتیفیزیک COMSOL، تعیین سطح جزئیات لازم برای به دست آوردن نتایج مورد نظر مهم است. درک خوب از دامنه مطالعه و فیزیک درگیر کمک زیادی به تعیین کارآمدترین مسیر برای هندسه مناسب تجزیه و تحلیل می کند.
به عنوان مثال، برای دریافت یک تجزیه و تحلیل دقیق از ظرفیت تحمل بار یک رزوه پیچ، می توانید از یک نمایش هندسی پیچ استفاده کنید که با تصویری که برای شبیه سازی رسانش گرما در یک مجموعه بزرگ که شامل بسیاری از اتصالات پیچ است، متفاوت است.
در سناریوی اول، نمایش دقیق رزوه پیچ مهم است، در حالی که در سناریوی دوم، یک سیلندر ساده که سوراخهای پیچ را پر میکند، کافی است. بسته به نحوه نمایش پیچ در فایل های CAD، برای اجرای شبیه سازی باید هندسه آن را ساده کنید یا جزئیات را به آن اضافه کنید.
ما اغلب با موقعیتهایی مواجه میشویم که برخی از اجزاء قبل از تولید مش نیاز به سادهسازی دارند (که به آنها شکستدهنده نیز گفته میشود )، جزئیات بیشتر یا تعمیر.
برای درک ابزارهای موجود برای تعمیر و از بین بردن یک هندسه، به بررسی اندازه و ماهیت جزئیات حذف شده کمک می کند.
چگونه اندازه جزئیات هندسی بر تجزیه و تحلیل تأثیر می گذارد
در بیشتر موارد، جزئیاتی مانند فیله ها، پخ ها، سوراخ ها و بست ها برای عملکرد یک محصول مهم هستند. با این حال، بسته به دامنه تجزیه و تحلیل، می توان آنها را از هندسه حذف کرد. وقتی این ویژگی ها را حذف می کنیم، یک شکاف به اندازه قابل توجهی یا “زخم” باقی می ماند. این شکاف باید با یک سطح جایگزین پوشانده شود تا بتوانیم یک جسم جامد را بازیابی کنیم و به ما امکان می دهد یک مش حجم ایجاد کنیم.
هنگام استفاده از ابزارهای شکست در COMSOL Multiphysics، شکاف ها به طور خودکار به عنوان بخشی از عملیات پوشانده می شوند (به عنوان مثال، گسترش چهره های مجاور بر روی شکاف). البته همیشه امکان حذف دستی چهره ها و ترسیم هندسه جدید برای پوشاندن شکاف ها وجود دارد.
بسیاری از ویژگیهای هندسی که میخواهیم حذف کنیم به اندازهای کوچک هستند که میتوان با جمع کردن آنها در یک نقطه یا پاره خط، آنها را حذف کرد. این کار را میتوان بدون ایجاد تغییر محسوس در چهرههای اطراف انجام داد، که معمولاً بسیار سادهتر از فهمیدن نحوه ساخت یک چهره بزرگتر برای پوشاندن شکاف است.
تکه های سطحی بسیار کوچک اغلب به یک مدل CAD با شکل پیچیده وارد می شوند تا از یک سطح به اندازه کافی صاف اطمینان حاصل شود. گاهی اوقات، مدل CAD همچنین میتواند حاوی فیلههایی با شعاع بسیار کوچک یا قرار دادن یک ویژگی بزرگتر باشد که یک برش بسیار نازک در هندسه باقی میگذارد.
واردات و تعمیر هندسه های CAD در COMSOL Multiphysics®
هرچه ویژگی کوچکتر حذف شود، پوشاندن شکاف حاصل بدون ایجاد تغییرات غیرمنتظره در هندسه اطراف آسانتر است. فرو ریختن یک لبه یا وجه بسیار کوچک در یک نقطه، تنها نیاز به تغییر موضعی بسیار کوچک در وجه ها و لبه های همسایه دارد. همین امر برای فرو ریختن یک برش در لبه نیز صادق است.
این دو عملیات در واقع بخشی از طیف وسیعی از عملیات تعمیر و تمیز کردن هستند که به طور پیش فرض هنگام وارد کردن یک فایل CAD انجام می شود. مدل فایل CAD شامل مجموعه ای از توصیفات ریاضی سطوح و اطلاعاتی در مورد نحوه اتصال آنهاست.
از آنجایی که فرمتهای مختلف CAD سطوح را متفاوت نشان میدهند، همیشه این احتمال وجود دارد که هنگام رفتن از یک فرمت به فرمت دیگر، مشکلاتی ایجاد شود. این می تواند هنگام صادرات و وارد کردن فایل های CAD اتفاق بیفتد. یک الگوریتم واردات شامل یک عملکرد تعمیر است که می تواند طیف وسیعی از مشکلات را پیدا کند و برطرف کند، مانند اطلاعات اتصال نادرست یا گم شده، اطلاعات شکل اشتباه، مشکلات تحمل و موارد دیگر.
در حین واردات، الگوریتم تعمیر لبه های کوتاه را شناسایی و حذف می کند.
کنترل سطوح در حین واردات
در حین واردات، میتوانید نحوه پردازش سطوح را کنترل کنید. بهطور پیشفرض، COMSOL Multiphysics سعی میکند سطوح را به هم ببافد تا یک جسم جامد را تشکیل دهد. در حالی که نرم افزار این کار را انجام می دهد، کد سعی می کند با ایجاد سطوح جدید، هر شکافی را پوشش دهد. برای شکاف های بزرگ، این می تواند منجر به نتایج غیرمنتظره شود. اگر این اتفاق افتاد، تنظیمات را برای وارد کردن سطوح بدون دوخت یا تشکیل جامد تغییر دهید. سپس می توانید سطوح جدیدی را در نرم افزار COMSOL® بکشید تا شکاف ها را بپوشانید.
در بیشتر موارد، تحمل واردات پیشفرض نیازی به اصلاح ندارد، اما خوب است بدانید که اگر اجسام بسیار بزرگ یا کوچک وارد میکنید، میتوان آن را تغییر داد. در مورد اول، تلورانس ممکن است خیلی کوچک باشد و جزئیات جزئی و سایر خطاها در هندسه باقی بماند. در مورد دوم، تحمل ممکن است خیلی زیاد باشد و باعث از بین رفتن جزئیات مهم شود.
تخریب و تعمیر طرح های CAD
عملیات تعمیر خودکار و گره زدن به جامد که در حین واردات انجام می شود نیز به طور جداگانه در رابط کاربری نرم افزار COMSOL® موجود است. هنگامی که از ماژول واردات CAD، ماژول طراحی یا هر یک از محصولات LiveLink™ برای CAD استفاده می کنید، این عملیات را در نوار ابزار Geometry در قسمت Defeaturing and Repair خواهید یافت .
این ابزارها هنگام وارد کردن مجموعهای که شامل اجزای بزرگتر و کوچکتر است و زمانی که تنظیم تحمل یکسان برای همه اجزا مناسب نیست، مفید هستند.
برای انجام این کار، ابتدا مجموعه را با استفاده از یک تنظیم تحمل تنظیم شده برای کوچکترین جزء وارد کنید. پس از وارد کردن، ابزار Repair and Knit to Solid را با تلرانس بیشتر اجرا کنید تا اجزای بزرگتر را تعمیر کنید. ابزار Knit to Solid می تواند شکاف های بین صورت ها را بهبود بخشد و در صورت امکان، یک جسم جامد بسازد. خوب است که از این ابزارها با احتیاط استفاده کنید زیرا تحمل را افزایش می دهیم، زیرا ممکن است منجر به تغییرات غیرمنتظره در هندسه شوند.
حذف جزئیات کوچکتر
ابزار Repair چهرهها و لبههایی را که کوچکتر از تحمل تعمیر هستند، پیدا و حذف میکند. برای به دست آوردن کنترل دقیق بر موارد حذف شده، میتوانیم از ابزارهایی برای شناسایی و حذف لبههای کوتاه، میخها، برشها و صورتهای کوچک استفاده کنیم. این ابزارها برای ویژگی های نسبتاً کوچکی که می توانند به یک لبه یا یک نقطه جمع شوند، به خوبی کار می کنند.
در طول این فرآیند، انحنای چهره های اطراف کمی تغییر می کند تا امکان تغییر در هندسه فراهم شود. به همین دلیل است که نباید از این ابزارها برای حذف چهره های بزرگ استفاده کرد. برای برخی شبیه سازی ها، حفظ انحنای سطح اولیه هندسه می تواند مهم باشد، در این صورت بهتر است از عملیات هندسه مجازی برای شکست هندسه استفاده شود .
با جمع کردن آنها در لبه ها و نقاط، چهره های بریده، میخ ها و لبه های کوتاه را حذف کنید.
در تصویر بالا، ناحیه برجسته شده از جزئیات بست شامل دو صفحه بریده و یک سنبله است. این موارد را می توان با استفاده از ابزارهای Delete Sliver Faces و Delete Spikes شناسایی و حذف کرد . در حالی که یک صورت sliver چهره ای با نسبت تصویر بالا است، یک spike ناحیه ای با نسبت تصویر بالا در داخل یک چهره است. همانطور که در شماتیک بالا نشان داده شده است، ویژگی های کوچکی مانند این اغلب در جایی رخ می دهند که چندین فیله با شعاع های مختلف به هم می رسند. پس از حذف چهره های بریده و سنبله، یک لبه کوتاه باقی می ماند که با استفاده از ابزار Delete Short Edges نیز می توان آن را شناسایی و حذف کرد .
مش برای ناحیه برجسته بست قبل و بعد از شکست.
حذف جزئیات بزرگتر
روش حذف ویژگیها فقط برای ویژگیهای کوچک به خوبی کار میکند. برای بستن شکاف پس از جزئیات بیشتر، روشهای دیگری مورد نیاز است. ابزارهای Delete Fillets و Delete Faces به شما امکان می دهند چهره هایی را که می خواهید حذف کنید انتخاب کنید. این ابزارها شکاف های حاصل را با گسترش یا کوچک کردن وجه های اطراف می بندند. برای موفقیت در این امر، مهم است که اطلاعات کافی در چهره های مجاور وجود داشته باشد تا شکاف را پوشش دهد. عملیات حذف همچنین گزینه ای برای ایجاد پوششی برای شکاف بر اساس لبه های آن دارد.
جزئیات بزرگ با استفاده از ابزار Delete Faces حذف می شود .
ایجاد ویژگی ها
تا به حال ابزارهایی را برای تعمیر و شکست هندسه وارداتی بررسی کرده ایم. با ابزار Detach Faces ، که در زیر منوی Defeaturing و Repair نیز وجود دارد ، میتوانیم مجموعهای از چهرهها را به یک جسم جامد جدید جدا کنیم. این می تواند بسیار مفید باشد اگر بخواهیم ویژگی های مواد مختلف را به ناحیه ای از شی وارد شده اختصاص دهیم (به عنوان مثال، جزئیات اتصال دهنده برجسته شده در شکل قبل).
با استفاده از این ابزار می توان با انتخاب دیواره های یک جسم جامد، یک سوراخ از طریق آن جدا کرد. روش دیگر برای ایجاد دامنه برای مناطق جریان از طریق یک جسم جامد، استفاده از ابزار Cap Faces است که در منوی Defeaturing و Repair نیز وجود دارد .
یک دامنه جدید برای سوراخ با ابزار Cap Faces ایجاد می شود .
ورودی های این ابزار شامل حلقه های لبه در اطراف ورودی ها و خروجی های حفره یا سوراخ عبوری است. بر اساس لبهها، سطوح پوششی برای پوشاندن سوراخها ساخته میشوند، بنابراین یک دامنه جدید در جامد ایجاد میشود. با توجه به اینکه مجموعه ای مناسب از لبه ها در اطراف یک جامد وجود دارد، این ابزار همچنین می تواند برای ایجاد یک سطح جدید استفاده شود که جامد را به مناطق مختلف تقسیم کند.
بیشتر خواندن
درباره استفاده از ویژگیهای هندسه و CAD در وبلاگ بیشتر بیاموزید:
- لینک دانلود به صورت پارت های 1 گیگابایتی در فایل های ZIP ارائه شده است.
- در صورتی که به هر دلیل موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید به ما اطلاع دهید.
برای مشاهده لینک دانلود لطفا وارد حساب کاربری خود شوید!
وارد شویدپسورد فایل : پسورد ندارد گزارش خرابی لینک
دیدگاهتان را بنویسید