Solidwork Simulation – công cụ tính toán phân tích thiết kế

Solidworks là phần mềm thiết kế 3D mạnh, được sử dụng rộng rãi trên thế giới. Nó là gói giải pháp thiết kế với đầy đủ các module về dựng hình 3D, tính toán –  tối ưu mẫu thiết kế sản phẩm,.. Nếu bạn đang công tác trong lĩnh vực phát triển sản phẩm – kiểu dáng công nghiệp, có lẽ không nên bỏ qua Solidworks, đặc biệt là module phân tích thiết kế: Solidwork Simulation. Blogin3d.com rất hân hạnh đăng tải loạt bài hướng dẫn sử dụng Solidwork Simulation, mời các bạn theo dõi.

Giới thiệu về Solidwork Simulation

Simulation là một hệ thống phân tích thiết kế đầy đủ, cung cấp một giải pháp toàn diện cho các kiểu phân tích về stress, thermal….Mạnh mẽ bởi các tính toán cực kỳ nhanh cho pháp bạn giải quyết những vấn đề lớn một cách nhanh chóng chỉ với chiếc máy tính cá nhân của bạn. Nó rút ngắn thời gian đưa sản phẩm ra thị trường bằng cách tiết kiệm thời gian và công sức trong việc tìm kiếm các giải pháp tối ưu.

Solidwork Simulation – công cụ tính toán phân tích thiết kế

Các kiểu phân tích lực trong Solidworks

1. Static ( or Stress ) studies

Nghiên cứu tĩnh học ( hoặc ứng suất ): nghiên cứu tĩnh học tính toán các chuyển vị, biến dạng, ứng suất, phản lực và sự phân bố hệ số an toàn. Vật liệu sẽ bị phá hủy tại vị trí mà ở đó ứng suất vượt quá một mức độ nhất định. Việc tính toán hệ số an toàn dựa trên một tiêu chuẩn về phá hủy. Phần mềm cung cấp 4 tiêu chuẩn về phá hủy như vậy. Nghiên cứu tĩnh học giúp bạn tránh được những phá hủy do ứng suất lớn. Một hệ số an toàn thấp hơn mứa cho phép cho thấy sự phá hủy của vật liệu. Những hệ số an toàn lớn trong một khu vực nào đó cho thấy ứng suất thấp và bạn có thể lấy bớt vật liệu trong những khu vực này.

2. Frequency studies

Nghiên cứu tần số: một vật thể bất kỳ luôn có xu hướng tự dao động ở những tần số nhất định gọi là tần số tự nhiên, hay tần số cộng hưởng. tần số tự nhiên thấp nhất gọi là tần số cơ bản, với mỗi tần số tự nhiên vật thể có một hình dáng nhất định gọi là mode shape. Phân tích tần số tính toán các tần số tự nhiên và các mode shape tương ứng Về mặt lý thuyết, mỗi vật thể có một lượng mode hữu hạn. Trong FEA lý thuyết đó trở thành sự tương đối giữa sai số mode với số bậc tự do. Hầu hết các trường hợp chỉ có một vài mode trong số đó được khảo sát. Phản ứng quá mức sẽ xảy ra nếu một vật thể chịu một tải trọng có tần số trùng với một trong những tần số tự nhiên của nó, hiện tượng này được gọi là cộng hưởng.

Ví dụ : một chiếc xe hơi với một hệ thống cân bằng bánh xe sẽ bị rung lắc dữ dội ở một tốc độ nhất định do cộng hưởng, sự rung chuyển này sẽ giảm đi hay biến mất hoàn toàn nấu tốc độ được thay đổi. Một ví dụ khác về âm thanh , đó là giọng hát của một ca sĩ opera có thề làm vỡ một khung kính. Phân tích tần số giúp bạn tránh được hững phá hủy do ứng suất quá mức gây ra bởi cộng hưởng. Nó cũng cung cấp thông tin để giải quyết vấn đề về động lực học.

3. Buckling studies

Nghiên cứu mất ổn định: mất ổn định liên quan đến những chuyển vị đột ngột gây ra bởi các tải trọng dọc trục. Những cấu trúc mỏng chịu tải dọc trục có thể bị phá hủy do mất ổn định tại những vị trí mà cường độ tải vẫn thấp hơn mức cho phép để có thể gây ra phá hủy vật liệu. Mất ổn định có thể xảy ra trong các mode khác nhau dưới tác dụng của các mức tải khác nhau. Trong nhiều trường hợp, chỉ cần quan tâm những tải mất ổn định thấp nhất. Nghiên cứu mất ổn định có thể giúp bạn tránh được những phá hủy do mất ổn định gây ra.

4. Thermal studies

Nghiên cứu nhiệt: tính toán nhiệt độ, garadient nhiệt, và dòng nhiệt dựa trên sự tạo nhiệt , dẫn nhiệt đối lưu và điều kiện bức xạ. Nghiên cứu nhiệt giúp bạn tránh được những điều kiện nhiệt không mong muốn như quá nhiệt và nóng chảy.

5. Drop Test studies

Nghiên cứu kiểm tra rơi tự do: đánh giá ảnh hưởng của một vật thể hay tổ hợp các vật thể rơi xuống một sàn cứng. Bạn có thể dùng nghiên cứu kiểm tra rơi tự do để mô phỏng tác động của một mô hình rơi tự do xuống một sàn cứng.

6. Fatigue studies

Nghiên cứu mỏi: một tải tác động lập đi lập lại theo chu kỳ sẽ làm đối tượng nghiên cứu suy yếu dần theo thời gian, ngay cả khi ứng suất gây ra bởi tải đó nhỏ hơn ứng suất giới hạn cho phép. Hiện tượng này gọi là tính mỏi. Các nghiên cứu cấu trúc tuyến tính và phi tuyến đều không dự đoán được phá hủy do mỏi, chúng chỉ tính toán đáp ứng của mô hình trong các điều kiện biên nhất định, với các giả định phân tích đó nếu ứng suất nằm trong giới hạn cho phép chúng sẽ kết luận rằng thiết kế này an toàn, các ngiên cứu này không tính đến số lần tác động của tải. Trong khi đó nghiên cứu mỏi đánh giá thời gian tiêu thụ của sản phẩm dựa trên các điều kiện mỏi và đường cong S-N. Bạn có thể sử dụng các tính toán mỏi dựa trên cường độ ứng suất, ứng suất von Mises…

7. Nonlinear studies

Nghiên cứu phi tuyến: trong một vài trường hợp các giải pháp tuyến tính có thể đưa ra các giải pháp sai lầm bởi các giả định mà nó dựa vào không còn đúng nữa. Nghiên cứu phi tuyến có thể được sử dụng để giải quyết những vấn đề phi tuyến gây ra bởi trạng thái vật liệu, những chuyển vị lớn và các điểu kiện tiếp xúc. Trong nghiên cứu phi tuyến bạn có thể tiến hành các nghiên cứu tĩnh học cũng như các nghiên cứu động lực học.

8. Linear Dynamic studies

Nghiên cứu động lực học tuyến tính: khi những tác dụng của lực quán tính và giảm chấn không thể bỏ qua, nghiên cứu tĩnh học sẽ không cho ra được những kết quả chính xác. Nghiên cứu này sử dụng những tần số tự nhiên và các mode shape để đánh giá đáp ứng của cấu trúc trong môi trường chịu tải trọng động, có 3 loại:

a) Modal time history studies: đề xác định tải và đánh giá đáp ứng như một hàm của thời gian.

b) Harmonic studies: xác định tải như một hàm của tần số và đánh giá đáp ứng cao nhất tại các tần số hoạt động khác nhau.

c) Random vibration studies: xác định các tải ngẫu nhiên trong điều kiện của các PSD( power spectral density) và đánh giá đáp ứng trong điều kiện tổng các giá trị RMS ( root mean square) hoặc PSD tại các tần số khác nhau.

9. Pressure Vessel Design studies

Nghiên cứu thiết kế bình áp suất: kết hợp các kết quả của ngiên cứu tĩnh học với các hệ số mong muốn. Mỗi nghiên cứu tĩnh bao gồm một tập hợp các tải khác nhau tương ứng với các kết quả khác nhau.

Nghiên cứu thiết kế bình áp suất kết hợp các kết quả nghiên cứu tĩnh bằng cách sự dụng một sự kết hợp đại số tuyến tính hoặc căn bậc 2 của tổng các bình phương (SRSS).

Mời các bạn đón xem các bài tiếp trong chuyên đề hướng dẫn phân tích lực – tính toán tối ưu thiết kế trong phần mềm Solidworks.

Đánh giá nội dung hay

Leave A Reply

Your email address will not be published.

Read previous post:
Stratasys phát triển loại vật liệu in 3D tương tự nhựa PP
Tổng quan công nghệ tạo mẫu nhanh – Rapid Prototyping

Trước những đòi hỏi về hiệu quả sản xuất, người ta đã nghiên cứu ra những phương pháp tạo mẫu...

Close