Solidworks Simulation
|Linear Analysis: Body properties
|Linear Analysis: Body properties
Μιχάλης Λάζος |27/03/2024
Αν κάποιος περιηγηθεί στις επιλογές που δίνονται στον χρήστη για την ανάθεση ιδιοτήτων στο μοντέλο της ανάλυσης , θα παρατηρήσει πως υπάρχουν κάποιες επιλογές για τον προσδιορισμό των σωμάτων που δεν έχουν να κάνουν με τις μηχανικές ιδιότητες και γενικά την επιλογή του υλικού. Πιο συγκεκριμένα απευθύνονται στον τρόπο με τον οποίο αυτές μπορούν να μελετηθούν και να απλοποιηθούν. Τι σημαίνει αυτό;
Όπως θα εξηγηθεί πιο αναλυτικά σε επόμενο άρθρο, αυτό που μελετάται σε ένα πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων είναι το πλέγμα, το οποίο πρέπει να είναι αντιπροσωπευτικό της γεωμετρίας που μελετάται. Στο πλέγμα λοιπόν μπορούν να δοθούν διάφορες ιδιότητες σχετικά με τον τρόπο που μπορεί να κινείται στον χώρο ή ακόμα και το αν θα δέχεται παραμορφώσεις ή όχι. Με άλλα λόγια ελέγχονται οι γεωμετρικές ιδιότητες, αλλά και η συμπεριφορά του κατά την άσκηση κάποιου φορτίου.
Ο λόγος για τον οποίο είναι απαραίτητες τέτοιες επιλογές στα πεπερασμένα στοιχεία είναι οι υπολογιστικοί πόροι που καταναλώνει το λογισμικό, καθώς και η ακρίβεια των αποτελεσμάτων. Μέσα από την επιλογή εύλογων παραδοχών ο χρήστης μπορεί να απλοποιήσει την μελέτη του προκειμένου να μειώσει τον υπολογιστικό της φόρτο, το οποίο οδηγεί σε μικρότερους χρόνους επίλυσης, ενώ ταυτόχρονα εξάγει τα αποτελέσματα που χρειάζεται με μεγάλη ακρίβεια.
Ως παράδειγμα η πιο εύλογη παραδοχή για απλοποίηση μιας μελέτης θα ήταν η μετατροπή ενός τρισδιάστατου σώματος σε δισδιάστατο. Αυτή η παραδοχή εφαρμόζεται σε εξαρτήματα τα οποία είναι αρκετά λεπτά και έχουν σταθερό πάχος, άρα μαθηματικά μπορούν να μεταφραστούν μία επιφάνεια με έξτρα ιδιότητα το πάχος της. Η πιο συνήθης εφαρμογή για αυτή την μεθοδολογία είναι σε κομμάτια και συναρμολογήματα που έχουν σχεδιαστεί με Sheet metal, όπου το κομμάτι έχει σχεδιαστεί βασισμένo σε μία λαμαρίνα σταθερού πάχους και όπου το λεπτό πάχος θα σήμαινε πολλά περισσότερα στοιχεία προκειμένου να γίνει σωστή πλεγματοποίηση.
Ναι! Μέσα από αυτές τις απλοποιήσεις ο χρήστης δημιουργεί κάποιες συνθήκες επίλυσης (όπως λιγότερα στοιχεία για όλον τον αλγόριθμο να τρέξει τις εξισώσεις), που είναι υπολογιστικά “ελαφρύτεροι” από το να έτρεχε κάποιος ένα τρισδιάστατο μοντέλο.
Η ακρίβεια των αποτελεσμάτων βελτιώνεται! Πολύ νομίζουν ότι απλοποιώντας το μοντέλο επίλυσης τα αποτελέσματα θα είναι χειρότερα. Συμβαίνει όμως το ακριβώς αντίθετο. Οι πιο απλοποιημένοι αλγόριθμοι όταν εφαρμόζονται με σωστή μεθοδολογία δίνουν αποτελέσματα πιο κοντά στα πραγματικά δεδομένα. Το αντίθετο συμβαίνει όταν τρέχει μία ανάλυση με πολύ πυκνό τρισδιάστατο πλέγμα το οποίο από μαθηματικής άποψης δημιουργεί μεγαλύτερη στιβαρότητα στο σύστημα και άρα ενδεχομένως μεγαλύτερη απόκλιση.
Συμπαγές σώμα (Solid body)
Τα solid bodies είναι η προεπιλογή του SOLIDWORKS Simulation για σώματα που έχουν σχεδιαστεί με κλασικές μεθόδους δημιουργίας στερεών σωμάτων στο λογισμικό.
Σώμα κελύφους (Shell body)
Τα shell bodies είναι η προεπιλογή του SOLIDWORKS Simulation για σώματα που έχουν σχεδιαστεί ως Sheet metal part.
Σε τέτοιες περιπτώσεις το λογισμικό καταλαβαίνει ότι η μία από τις τρεις διαστάσεις θα είναι μικρότερη, ως λαμαρίνα, και το δημιουργεί απευθείας ως δισδιάστατο σώμα.
Σώμα δοκού (beam body)
Τα beam bodies είναι η προεπιλογή του SOLIDWORKS Simulation για σώματα που έχουν σχεδιαστεί μέσω weldments.
Όπως ακριβώς και στα weldments ο χρήστης ορίζει τις κατευθυντήριες γραμμές για το προφίλ της δοκού που θα ακολουθήσει, έτσι και το λογισμικό καταλαβαίνει ότι πρέπει να μελετήσει μονοαξονικούς φορείς (γραμμές) με δεδομένα εισόδου στο μαθηματικό μοντέλο τις διαστάσεις του προφίλ της εκάστοτε δοκού.
Απαραμόρφωτο σώμα (Rigid body)
Το σώμα αυτό μπορεί να κινείται κανονικά στον χώρο, και άρα να μεταφέρει φορτία, αλλά δεν παραμορφώνεται. Συνήθως χρησιμοποιείται για σώματα που ο σκοπός τους είναι σε συναρμολόγημα να μεταφέρουν φορτία σε άλλα κομμάτια χωρίς όμως να κομμάτια ενδιαφέροντος.
Ακίνητο σώμα (Fixed body)
Είναι ίδιο με το rigid body αλλά παραμένει ακίνητο στον χώρο.
Η ουσία των παραπάνω είναι πως το πρόγραμμα έχει την δυνατότητα να δώσει στοχευμένες μεθοδολογίες για διάφορα σενάρια, οι οποίες μπορούν να οδηγήσουν σε καλύτερα αποτελέσματα και σε ένα πιο αποδοτικό τρόπο εργασίας. Είναι όμως στο χέρι του χρήστη να τα εφαρμόζει με τον σωστό τρόπο και με τις κατάλληλες παραδοχές προκειμένου τα αποτελέσματα να είναι όσο πιο κοντά στην πραγματικότητα γίνεται.
Στο επόμενο άρθρο, θα γίνει εισαγωγή στα fixtures που ορίζονται σε μια ανάλυση καθώς και γιατί είναι σημαντικό σε ένα μοντέλο να βάζουμε σωστούς περιορισμούς κίνησης
About the Author
Ο Μιχάλης Λάζος είναι Μηχανολόγος μηχανικός με σπουδές στο Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας με ειδικότητα στις τεχνολογίες CAD/CAE για τον σχεδιασμό και αξιολόγηση μηχανολογικών προϊόντων. Ως Design Automation Specialist μπορεί να παρέχει στους συνεργάτες της INNOVATION ERA δυνατότητες αυτοματοποίησης σχεδιασμού σε περιβάλλον SOLIDWORKS, εκμηδενίζοντας τους χρόνους σχεδιασμού. Επιπλέον δεξιότητες αποτελούν οι γνώσεις πάνω στο Additive manufacturing, ενώ παράλληλα ως κάτοχος πιστοποιήσεων για Simulation στο SOLIDWORKS προσφέρει υπηρεσίες CAE πάνω σε αναλύσεις αντοχής κατασκευών αλλά και ρευστοδυναμικής για προβλήματα της βιομηχανίας.
ΑΝΑΖΗΤΗΣΤΕ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ
