Ứng dỤng tin hỌc trong thi olympic mÔn chi … dung tin... · 3 phầni. giới thiệu...
TRANSCRIPT
1
ƯNG DUNG TIN HOC TRONG
THI OLYMPIC MÔN CHI
TIÊT MAY
Ngƣời trình bày: PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
2
NÔI DUNG TRINH BAY
I. Giơi thiêu ưng dụng tin hoc trong cơ hoc
may va thiết kê chi tiết may
II. Mô hinh hoa vơi Autodesk Inventor
III. Phân tích kết cấu, mô phỏng, động hoc và
động lực học phân mêm Inventor
IV. Thiết kê tối ƣu sản phẩm cơ khí
V. Ví dụ ưng dụng tin hoc trong olympic Chi
tiết may va đê xuất
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
3
Phần I. Giơi thiêu ưng dụng tin hoc trong
cơ hoc may va thiết kê chi tiết may
- Quá trình thiết kế với các hệ thống CAD/CAE
- Các hệ thống tích hợp CAD/CAE/CAM
- Các hệ thống CAD
- Các hệ thống CAE
- Tình hình ứng dụng trong và ngoài nước.
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
4
Ứng dụng các hệ thống CAD/CAE để giải quyết các vấn đê sau
trong thiết kê may va chi tiết may:
- Vẽ bản vẽ 2D (cac phân mêm lâu đơi như CADAM, AutoCAD..)
- Tạo mô hình 3D: wireframe, mặt cong và solid. Tư mô hinh ba
chiêu:
+ Hiển thị hình ảnh: màu sắc, chất liệu và ánh sáng.
+ Diễn hoạt máy tính
+ Mô phỏng lắp rap, chuyển động, động học, động lực học.
+ Tính toán phân tích và thiết kế tối ưu.+ Tạo cac bản ve ky thuât 2D tư mô hinh 3D
+ Chuyển dư liệu đê gia công va tạo mâu
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
5
1.1 Qua trinh thiết kế
6
1.2 Cac hê thống CAD, CAE
Các hê thống tích hợp bao gồm: Unigraphics (NX), Ideas NX, Pro/ENGINEER, Catia, CADCEUS … thích hợp cho cac đại công ty.
- Vê công cụ CAD thi Pro/ENGINEER hạn chế hơn NX và CATIA.
- CAM thi NX tốt hơn. CAE thi cả ba như nhau.
Pro/ENGINEER là phân mêm CAD đâu tiên đưa ra khai niệm Parametric và rất mạnh vê mô hinh solid, CATIA và NX là hai phân mêm rất mạnh vê dựng đương cong và mặt cong và sử dụng để dựng mặt cong tự do sau đó chuyển thành solid trong thiết kế. Do đó trong lĩnh vực thiết kế ôtô và may bay, CATIA và NX được dùng nhiêu hơn Pro/ENGINEER (trong ngành ôtô thi NX 25%, Catia 26%, Ideas NX 11%, Pro/E 7% còn lại là cac phân mêm khac).
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
7
Các phân mêm theo nhóm chưc năng: thiết kế mô hình 3D hoặc bản vẽ 2D, phân tích phân tử hữu hạn, mô phỏng độnglực học… Giá thành rẻ hơn, khai thác tính năng tương đốiđơn giản nên phù hợp các công ty nhỏ và vừa. Bao gồm:- Phân mêm CAD: Autodesk Inventor (có phân Design Accelerator để tính toán thiết kế chi tiết máy), AutoCAD, SolidWorks, SolidEdge, Intergraph, Mechanical Desktop, CADAM,, ThinkDesign… là các phân mêm hạng trung phổbiến.- Các phân mêm CAE: ANSYS, MSC Nastran, SIMULIA (Abaqus), Autodesk Algor Simulation, DADS, ADAMS…- Các phân mêm CAM: MasterCam, PowerMILL, SolidCAM, Vericut, Duct, Cimatron, Visi…- Các phân mêm diễn hoạt máy tính: 3D Studio VIZ, 3DS MAX, Envision, Vis Mockup…- Các phân mêm hỗ trợ thiết kế tạo kiểu dáng công nghiệp -CAID: Autodesk Alias Studio, CATIA Shape Design and Styling, NX Shape Studio, solidThinking, Rhinoceros…
Ngoài ra còn cac phân mêm chuyên dụng, được sư dụng chi cho 1 lanh vực cụ thê. Ta có thê phat triển cac phân mêmtheo hướng này.
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
8
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
9
Một số thông tin thêm vê các hệ thống CAD/CAM:
Từ những năm 2004 trở vê sau thì công nghiệp phân mêmCAD nằm trong tay 4 nhà sản xuất lớn: 3 công ty giải phápPLM: Dassault với CATIA và ENOVIA, Simemens PLMsoftware với Unigraphics và iMAN, PTC với Pro/ENGINEER vàWindChill và công ty Autodesk với ADP (Autodesk solution forDigital Prototyping): Autodesk Inventor, AutoCAD... Giữa cácphân mêm hạng trung là sự cạnh tranh giữa SolidWorks(Dassault), Inventor (Autodesk) và SolidEdge (Simens)…
Thứ hạng các công ty sở hữu các hệ thống CAD/CAE trong năm2009 (đứng đâu là Microsoft và IBM):- Autodesk (hạng 16) sở hữu: AutoCAD, Autodesk Inventor (bao gồm Mold design và Simulation), AutoCAD Mechanical, Autodesk Algor Simulation, Autodesk AliasStudio, Autodesk Moldflow, AutoCAD Architecture, Autodesk Maya, RevitArchitecture, Autodesk 3ds Max, AutoCAD Civil 3D…- Dassault (hạng 17) sở hữu: Catia, Solidworks, SIMULIA (Abaqus), DELMIA, ENOVIA và 3DVIA …- PLM Siemens software (hạng 40): Unigraphics, Ideas NX, SolidEdge, Feamap, iMAN…- PTC (Parametric – hạng 50): Pro/ENGINEER, Windchill, Mathcad, ProductView, CoCreate, InSight…
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
10
Autodesk Inventor
Trong các năm gân đây phát triển nhanh chóng, được phát
triển từ năm 1999 và đến 2005 là phân mêm CAD bán chạy
nhất trên thế giới. Ngoài chức năng mô hình hóa trong
Autodesk Inventor còn có thể:
• Mô phỏng lắp ráp.
• Tính toán chi tiết máy.
• Mô phỏng động học, động lực học.
• Phân tính kết cấu chi tiết và mô hình lắp ráp: ứng suất, biến
dạng, tân số dao động riêng….
• Thiết kế đương ống…
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
11
ANSYS (thuộc ANSYS Inc)
ANSYS dân đâu trong các hệ thống CAE, phân tích
thiết kế tích hợp và tối ưu (DAO – Integrated design
analysis and Optimization). Phân mêm bao gồm: cơ học
vât rắn, động học, động lực học và hệ nhiêu vât… Giao
tiếp tốt với các hệ thống CAD chủ yếu. Phiên bản mới
nhất là ANSYS 12.1. Hiện nay phân mêm ANSYS
Worbench đa tích hợp vào Autodesk Inventor.
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
12
Phần II. MÔ HINH HÓA SẢN PHẨM CƠ KHÍ
Trong CAD có phương phap để xây dựng mô hình 3 chiêu:
- Đâu tiên tạo solid cơ sở, sau đó khắc, cắt, dán… bằng cácphép đại số boole. Ứng dụng trong Pro-ENGINEER, SolidWorks, Autodesk Inventor, SolidEdge…
- Tạo hình từ những mặt cong phức tạp trên cơ sở nhữngđương cong biên 3 chiêu, sau đó tạo mặt cong va chuyển sang solid. Ứng dụng trong CATIA, Unigraphics (NX), Autodesk Alias Studio, Rhinoceros…
- Nắn hình - tương tự với các thao tác làm việc nắn, kéo giãn, tạo hình với đất sét. Đây là kỹ thuât dựng hình CAD 3D dùngtrong ngành mỹ thuât công nghiệp, một kỹ thuât dựng hình sẽrất mạnh trong tương lai. Ứng dụng trong ThinkDesign…
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
13
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
14
2.1 Autodesk Alias Studio
Autodesk AliasStudio (tên cũ là Alias StudioTools). Đây là côngcụ để phát thảo, mô hình hóa và tạo hình ảnh được kết hợpvào 1 phân mêm. Đap ứng yêu câu nhà thiết kế: vẽ phát thảo, vẽ tự do hình dạng và kiểu dáng sản phẩm, tạo hình dạng kếtcấu, tạo hình ảnh thât để xem trước hình dạng sản phẩm vàtrao đổi dữ liệu các phân mêm CAD khác.
Đây là phân mêm CAID, khác với CAD, là công cụ chuyên vêhướng kiểu dáng của thiết kế, tức là hinh dạng bên ngoài của sản phẩm. Nó không đi vào thiết kế chi tiết chính xác như cáchệ thống CAD: Inventor, Pro/ENGINEER, SolidWorks …, tuynhiên Alias có các công cụ mạnh tạo đương cong và mặt cong chính xác.
Từ phiên bản 2010, Autodesk AliasStudio chia thành các sảnphẩm riêng biệt: Autodesk Alias Automotive (tên cũ Autodesk AutoStudio), Autodesk Alias Design( tên cũ Autodesk DesignStudio), và Autodesk Alias Surface (tên cũ Autodesk SurfaceStudio).
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
15http://www.carbodydesign.com/tutorials/?id=1836
16
2.2 Phần mêm Autodesk Inventor
1. Mô hình hóa chi tiết (Part Modelling)
Part Modeling là môi trương mô hình hóa tham sô chi tiết
3D bằng các công cụ của phân mêm.
Có thê ứng dụng phân mêm Autodesk Inventor trong cac
môn Nguyên ly may, Chi tiết may va cơ sơ thiết kê may:
-Mô hinh hoa chi tiêt
-Mô hinh hoa ban ve lăp
- Mô phong lăp rap, đông hoc va đông lưc hoc
- Phân tich kêt câu, thiêt kê tôi ưu
- Tinh toan chi tiêt may
- Lâp tai liêu thiêt kê tư cac mô hinh 3D
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
17
CSG
B -rep
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
18
Part Modelling
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
19
2. Lắp rap Assembly
Assembly Modeling là môi trương để lắp ráp các chi tiết
đa mô hình hóa trong Part Modeling thành các cụm lắp
ráp hoặc kết cấu máy hoàn chinh. Những cơ cấu, kết
cấu phức tạp được lắp ráp dễ dàng trong môi trương
Autodesk Inventor, sử dụng các ràng buộc thông minh
như: Angle, Flush, Insert, Mate, Tangent, Motion.
Có 2 phương phap: Top down hoặc Bottom up.
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
20
Các chi tiết lắp ráp có thể được tạo trong cùng một bản vẽ
hoặc có thể nhâp từ các bản vẽ khác. Trong môi trương này
bao gồm cả Design Accelator - tính toán và mô hình hóa các
chi tiết máy, Wedment Assembly - lắp các chi tiết bằng mối
ghép hàn và Frame Generator để tạo kết cấu khung. Ngoài ra
còn có Content Center là thư viện các mô hình chi tiết tiêu
chuẩn.
Video qua trinh lắp rap Cơ cấu Norton
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
21
Bản vẽ lắp 3D
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
22
3. Trinh diễn lắp rap
Qua trinh lắp được thể hiện rõ ràng, trực quan trên môi trương
Autodesk Inventor và có thể mô phỏng lắp rap trên môi trương
Presentation:
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
23
Mô phỏng lắp rap hộp giảm tốc trục vít
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
24
Mô phỏng lắp rap cac nối trục
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
25
4. Tạo bản vẽ 2D từ mô hinh 3D (Drawing)
Tạo bản vẽ kỹ thuât 2D, 3D từ 3D solid, kim loại tấm, lắp
rap và trinh diễn lắp rap. File bản vẽ vân giữ sự liên kết
với cac file gốc. Tạo bản vẽ kỹ thuât phụ thuộc vào hệ
thống chiếu: hệ thống A (góc chiếu thứ ba) hoặc hệ
thống E (góc chiếu thứ nhất).
Hiện nay cac tài liệu thiết kế dựa trên cơ sở cac bản vẽ
2D vi bản vẽ 2D với bảng kê chi tiết thiết kế, biểu đồ,
kích thước thât, dung sai, chú thích và những yêu câu kỹ
thuât khac.
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
26
Các phương phap tạo bản vẽ trong kỹ thuât bao gồm:
- Trực tiếp tạo bản vẽ kỹ thuât trong 2 chiêu (sắp trở thành qua
khứ AutoCAD, CADAM…)
- Chuyển từ mô hinh hoặc mặt cong 3D thành cac bản vẽ 2D
(Hiện nay)
- Trực tiếp thiết kế từ mô hinh solid hoặc mặt cong 3D và tạo
bản vẽ 3D (Thơi điểm chuyên tiếp - Tương lai gân).
http://www.youtube.com/watch?v=gTKSBzg67xs
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
27
Việc chuyển và thay thế bản vẽ 2D bằng bản vẽ 3D trong
những năm vừa qua chưa đạt được một kết quả đang kể. Hiệp
hội cơ khí Mỹ ASME - American Society of Mechanical
Engineers đa đưa ra tiêu chuẩn ASME Y 14.41 định nghĩa cấu
trúc mô hình để phục vụ bản vẽ 3D.
Tiêu chuẩn gồm hâu hết những chi tiết của bản vẽ 2D và
đap ứng tương đối đây đủ những nhu câu cân thiết từ thiết kế
đến gia công, tuy thế tiêu chuẩn này vân chưa hoàn chinh. Hiện
nay ASME Y 14.41 đang hy vọng được trở thành tiêu chuẩn
quốc tế ISO 16792.
Bản vẽ 3D
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
28
a. Bản vẽ chi tiết 2D
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
29
b. Tạo bản vẽ lắp 2D
1 2 3 4 5
678910
11
12
15 16 17 18 19 20 21
22
23
24
26
13
14
Ø25k6
Ø38Ø28
H8
K6 H8
k6
330
136
385
Ø35k6
25
Ø80H7Ø62H7
27 28
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
26
27
28
STT KÍ HIEÄU TEÂN GOÏI Slg Klg VAÄT LIEÄU Tôø Ghi chuù
Naép oå truïc
Voøng phôùt
Baùnh raêng lôùn
OÅ bi ñôõ
Baùnh raêng nhoû
Voøng chaén daàu
Truïc daãn
Ñeäm loùt
Truïc bò daãn
Vít M8
Que thaêm daàu
Bu loâng M10
Ñai oác M10
Voøng ñeäm
Bu loâng voøng M8
Vít M8*22
Naép cöûa thaêm
Nuùt thoâng hôi
Ñeäm loùt naép cöûa
Naép hoäp
Bu loâng M12
Ñai oác M12
Voøng ñeäm
Thaân hoäp
Nuùt thaùo daàu
M16*1,5
Choát truï
Loã bu loâng M16
4
2
1
4
1
4
1
4
1
24
1
4
4
4
2
4
1
1
1
1
6
6
6
1
1
2
4
165
25 Ñeäm loùt 1
GX 15-32
Cao su
CT 45
DL100Cr
CT45
Xeâvanit
CT45
Næ
CT45
CT38
CT38
CT38
CT38
Mn65
CT38
CT35
CT31
CT31
Næ
GX 15-32
CT38
CT38
Mn65
GX 15-32
Næ
CT31
CT45
GX 15-32
3038636
220
7
164954,5
440
7,6
52328,7
1460
8
u2 = 2u1 = 3,318
321Thoâng soá
Truïc
Moâmen xoaén T(Nmm)
Soá voøng quay n(vg/ph)
Coâng suaát P(Kw)
Tæ soá truyeàn (u)
Yeâu caàu kyõ thuaät1.Boâi lôùp sôn moûng treân beà maët laøm vieäc cuûa moät trong hai baùnh raêng ,quay chuùng aên khôùp moät voøng .Kieåm tra vaø ñieàu
chænh khoaûng caùch truïc sao cho dieän tích maët raêng aên khôùp khoaûng 50% theo chieàu cao vaø 40% theo chieàu roäng raêng.
2. Ñoä khoâng ñoàng taâm giöõa maët loã baùnh raêng vaø ñöôøng troøn cô sôû naèm trong khoaûng :0,05-0.1 mm
3. Duøng sôn vaø caùc vaät lieäu khaùc che kín caùc beà maët laép gheùp nhaèm traùnh hieän töôïng roø ræ daàu
4. Ñoå daàu vaøo hoäp sao cho daàu ngaäp khoaûng gaáp 2 chieàu cao raêng cuûa baùnh raêng.
5.Cho chaïy khoâng taûi vôùi vaän toác 1000vg/ph ñeå kieåm tra caùc rung ñoäng, tieáng oàn, quaù nhieät cuûa daàu boâi trôn
6.Loã choát ñònh vò naép vaø thaân hoäp ñöôïc gia coâng sau khi ñaõ laép vaø ñieàu chænh
Daáu Khoái löôïng Tæ leä
Sñ Slg Soá taøi lieäu Chöõ kyù Ngaøy
Thieát keá
Kieåm tra
TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOATPHCM
KHOA: CÔ KHÍ LÔÙP: CÑ 01/1
Soá tôø: 1Tôø : 1
1:1Nhoû hôn
200 kgN H Loäc
Tr. M.Tieán
HOÄP
GIAÛM TOÁC
ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC
CÔ ÖÙNG DUÏNG
31
5
270
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
30
c. Bản vẽ 3D
Bản vẽ 3D chưa được tiêu chuẩn hoá.
Nguồn: UGS - NX Mach Series Design Solutions.
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
31
d. Tạo bản vẽ lắp 3D từ mô hinh 3D
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
32H? P GI?M T? C
BÁNH RANG
NGHIÊNG 1 C?P
Chöõ kyùSlg
Thieát keá
H. daãn
Duyeät
Sñ
Ð.V. Qu?c Ð?t
N. Höõu Loäc
Soá taøi lieäu Ngaøy
Tyû leä
1:1.25
Ñaïi hoïc Baùch khoa TP HCM
Khoa Cô khí
Daáu Khoái löôïng
29
30
31
32
33
34
46306
309
35
Soá
lgKyù hieäu Chuù thích
Vò tr
í
Teân goïi
Mie
àn
Khoå gia
áy
Ñoà Aùn Heä Thoáng Truyeàn Ñoäng
Cô Khí
Thi?t K? Tr?m D?n Ð?ng Thùng Tr?n
Tôø : 1 Soá tôø : 1
1
2
3
4
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
5
Bu lông ghép bích n?p và thân M12
9
1
2
3
4567810
36
35
34
33
32
312928
27
26
25
24
111213
14
15
16
17
18
19
21
22
23
Baùnh raêng 2
OÅ laên 1
Voøng phôùt 2
Truïc 2
Naép oå 3
OÁng loùt 2
Baùnh raêng 1
Voøng chaén daàu 2
Truïc 1
Naép oå 1
OÁng loùt 1
Naép oå 4
Then 8x7
1
2
1
1
2
1
1
1
2
1
1
2
1
1
2
1
1
2
1
1
1
4
24
Vít taùch naép M10
Vít n?p ? M8
Naép quan saùt
Nuùt thoâng hôi M27
Choát ñònh vò
Que thaêm daàu
Nuùt thaùo daàu M20
1
1
1
1
2
1
Voøng ñeäm n?p quan sát
Voøng chaén daàu 1
Naép oå 2
Voøng phôùt 1
OÅ laên 2
Then 14x9
Thân h?p
N?p h?p
Bu lông c?nh ? M12
Ñai oác M12
Voøng ñeäm veânh M12
6
10
10
4Vít n?p quan sát M8
Lá thép m?ng 2 2
Lá thép m?ng 1 2
30
1Voøng ñeäm nút tháo d?u
20
36
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
33
5. Design Accelator- tính toan và thiết kế chi tiết may
• Ứng dụng Autodesk Inventor để tính toan và thiết kế cac chi tiết
máy sau:
• Ngoài ra trong Autodesk Inventor còn có sổ tay tra cứu cac chi
tiết may (Engineer’s Handbook).
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
34
Thiết kế bộ truyên banh răng
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
35
Vẽ bộ truyên banh răng
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
36
Lựa chon hàm biên dạng cam
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
37
Phần III. PHÂN TÍCH KẾT CẤU, ĐÔNG HỌC
VA ĐÔNG LỰC HỌC Lĩnh vực thiết kế máy tâp trung vào kết cấu và
chuyển động máy. Ứng dụng hệ thống CAD/CAE trongthiết kế máy liên quan đến tối ưu kết cấu và mô phỏngchuyển động và động lực học máy. Tuy nhiên trình tự thiếtkế chi tiết, hệ thống và quá trình sẽ khác nhau.
Mô phỏng động hoc trên máy tính: Mô phỏng máy tính làmột quá trình mô hình hoá và phân tích chính xác một tìnhhuống thực theo yếu tố thơi gian trong một môi trương ảo.
Mô hình ảo ba chiêu tương ứng với các đặc điểmcủa sản phẩm trong thực tế và thực hiện quá trình tínhtoán phân tích và mô phỏng chúng trong môi trương máytính.
Các phân mêm mô phỏng tích hợp trong các hệthống CAD, CAD/CAE như: MSC ADAMS, DynamicDesigner, SIMPACK, LMS DADS, MECANO, FEDEM,Universal Mechanism, Visual Nastran Desktop 4D,Working Model, Autodesk Algor Simulation...
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
38
Mô hinh thât
Mô hinh may tính
Mô hinh thât cơ cấu không gian
Mô hinh may tính
Dạng đương cong
Phần III. PHÂN TÍCH KẾT CẤU, ĐÔNG HỌC
VA ĐÔNG LỰC HỌC
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
39
3.1 Mô phỏng động hoc (Dynamic Simulation)
Kỹ thuât mô hình hóa lắp ráp cũng là một đặc tính quantrọng của Autodesk Inventor. Bao gồm cả Dynamic Simulation cho phép mô phỏng động học và động lựchọc. Ứng dụng:
- Phân tích và tổng hợp cơ cấu.
- Sử dụng để mô hình hóa và mô phỏng chuyển động, động học và động lực học các cơ cấu và hệ thống truyênđộng, máy và hệ thống.
- Tạo các mô hình ảo trong công tác đào tạo.
1. Mô phỏng 2D
2. Mô phỏng 3D
3. Cơ cấu 1 bâc tự do, kín (cac cơ cấu thông dụng)
4. Nhiêu bâc tự do, hở (tay may)
5. Phẳng, Không gian…
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
40
Để mô phỏng động học cơ cấu hoặc bộ truyên thực hiện
theo trình tự sau:
Video qua trinh mô phỏng động hoc Cơ cấu Norton
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
41
Mô phỏng động hoc may may
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
42
Quyõ ñaïo ñieåm treân cô caáu
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
43
Tay gắp sản phẩm
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
44
Mô phỏng tay may
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
Mô phỏng toàn bộ may hoặc qua trinh
45
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
46
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
47
48
Tùy vào chi tiêu tính ta phân tích đô bên, đô cứng, truyên nhiệt, dao động, đô bên mỏi… Cac chi tiêu này có đây đu trong cac môdun của cac hê thống CAE.
Các bước phân tích
Bước 1: Đơn giản hóa mô hình hình học
Bước 2: Gán vât liệu
Bước 3: Thêm vào hệ thống tọa độ
Bước 4: Gán ràng buộc và tải trọng.
Bước 5: Xem xét và tạo bê mặt lưới phân tử
Bước 6: Xuất dữ liệu FEM.
Bước 7: Tính toán và đanh giá kết quả
3.2 Phân tích kết cấu
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
49
Các hệ thống CAD (Catia, Unigraphics NX,Pro/ENGINEER, I-DEAS NX, Solidworks, Solid Edge, AutodeskInventor, Mechanical Desktop…) mô hình hoá hình dạng hìnhhọc của sản phẩm dựa trên tham số, sau đó được xuất trựctiếp qua hệ thống CAE (SIMULIA (Abaqus), ANSYS, ALGOR,COSMOS, MSC Nastran, HyperWorks, FEDEM, SAMCEF,MSC SimXpert, LMS DADS, FEMLAB…). Hệ thống CAE sẽtiến hành chia lưới, đặt điêu kiện biên, gán tải trọng, thiết lâpđặc tính vât liệu và những thông tin liên quan khác và sau đótiến hành phân tích FEA.
Tuy nhiên hiên nay trong các hệ thống CAD đa tíchhợp bao gồm cả chức năng phân tích FEA và các các hệ thốngCAE có khả năng mô hình hóa. Ví dụ Autodesk Inventor đa tíchhợp ANSYS Workbench, SolidWorks đa tích hợpCosmosworks…
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
50
1. Autodesk Inventor và ANSYS Workbench
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
51
Tần sô dao động riêng
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
2. Ứng dụng phân tích kết cấu
- Mô phỏng qua trinh uốn
- Mô phỏng truyên nhiệt
- Mô phỏng qua trinh dâp
52
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
53
Phân tích nhiêt
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
54
Mô phỏng qua trinh uốn vơi ANSYS
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
55
Mô phỏng ưng suất và biến dạng khi dâp tấm
DYNAFORM, ANSYS/LS DYNA
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
56
MOÂI TRÖÔØNG LAÉP RAÙP (Ñaõ ñöôïc raøng buoäc)
Khôûi ñoäng DYNAMIC SIMULATION
Töï ñoäng chuyeån ñoåi raøng buoäc giöõa caùc khôùp
Gaùn theâm raøng buoäc thoâng thöôøng
(Spring,2DContact...)
Kieåm tra caùc raøng buoäc thöøa vaø söûa chöõa
Taïo caùc raøng buoäc trong moâi tröôøng moâ phoûng
(Thieát laäp vò trí ban ñaàu, gaùn troïng löïc...)
Chaïy moâ phoûng DYNAMIC SIMULATION
Phaân tích keát quaû töø OUTPUT GRAPHER
Ñieàu chænh khôùp
Ñieàu chænh ñoái töôïng
Ñieàu chænh moâi tröôøng laøm vieäc
Chaïy laïi moâ phoûng DYNAMIC SIMULATION
Moâ phoûng thaønh coâng vaø xuaát keát quaû
Chuyeån giaù trò löïc moâ phoûng ñoái töôïng
sang moâi tröôøng Stress Analasis
Hieäu chænh ñoái töôïng moâ phoûng baèng Stress Analasis
Phaân tích laïi / Ñaùnh giaù tröïc quan ñoái töôïng
Chaïy moâ phoûng vaø phaân tích laïi ñoái töôïng
Keát thuùc phaân tích moâ phoûng
3. Kết hợp giữa Dynamic Simulation và Stress Analysis
trong Autodesk Inventor.
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
57PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
58
Trong các phiên ban mới của Inventor còn bao gồm Parametric Studies và Optimization technology cho phép ta hiêu chỉnh các thông sô thiêt
kê trong môi trường phân tích ứng suât mô hình lăp và chon các lưa chon thiêt kê khác nhau. Khi đã chon lời giai tôt nhât, Inventor sẽ câp nhât
mô hình 3D theo các thông sô tôi ưu (H.9.9).Trong các phiên bản mới của
Inventor còn bao gồm
Parametric Studies và
Optimization technology cho
phép ta hiệu chinh các thông
số thiết kế trong môi trương
phân tích ứng suất mô hình
lắp và chọn các lựa chọn thiết
kế khác nhau. Khi đa chọn lơi
giải tốt nhất, Inventor sẽ câp
nhât mô hình 3D theo các
thông số tối ưu).
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
59
Chúng ta có thể xây dựng mô hình bằng nhiêu cách khác
nhau. Trên cơ sở bảng phân loại cơ cấu và bộ truyên
chúng tôi tạo được thư viện mô hình hình học và mô
phỏng động học các cơ cấu và bộ truyên như sau
3.3 Thƣ viên mô phỏng động hoc
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
62
Cac cơ cấu
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
63
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
64
Hê thống truyên động
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
65
Hê thống truyên động
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
66
Ly hợp
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
67
Phần IV. THIẾT KẾ TỐI ƢU SẢN PHẨM CƠ KHÍ
Tối ưu hóa vê dang, hinh dạng, kích thước là cac thành
phân của kỹ thuât tối ưu hóa kết cấu. Tối ưu hóa vê hình
dạng và kích thước đa xuất hiện phổ biến trong các
phân mêm ứng dụng FEA từ những năm 1990 như:
MSC Nastran (1999), ANSYS (1999), SIMULIA
(Abaqus)….
Tối ưu hóa vê dáng mới được phát triển nhanh chóng
gân đây, đặc biệt trong công nghiệp ô tô, hàng không,
công nghiệp đóng tàu và được ứng dụng rộng rai bởi tac
động quan trọng trong việc hinh thành những ý tưởng
thiết kế hiệu quả hơn ngay từ khi thiết kế sơ bộ. Hiện
nay bắt đâu sử dụng trong công nghiệp.
Cụ thể là môđun MSC Nastran – OPTISHAPE, ANSYS
Workbench, Pro/MECHANICA, NX Nastran…PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
68
Tính toan thiết kê tối ưu
d) e) Mô hình CAD f) Tối ưu hình dạng tấm
a) Không gian thiết kế b) c)
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
69
4.2 Thiết kế tối ƣu kết cấuQuy trình phân tích và tối ƣu
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
70
Kết cấu dâm tính toán và kết cấu dâm thu gọn
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
71
Tối ƣu dang cho khung xe đạp
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
72
Video trinh tự tối ƣu kiểu dang khung xe đạp
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
73
a) Không gian thiết kế b) c)
d) e) f) Mô hình CAD
Chân đế
Tối ƣu kiểu dang kết cấu 3D
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
74
Tối ƣu kiểu dang kết cấu 3D
Tạo mô hinh trên ANSYS WORKBENCH
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
75
Banh răng
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
76
Đia xích
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
77
Phần VI. VÍ DỤ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ SẢN
PHẨM CƠ KHÍ TRÊN CƠ SỞ MÔ PHỎNG
Trong khuôn khổ của ví dụ này thì nội dung sẽ
trình bày các vấn đê liên quan đến:
1. Quá trình thiết kế SPCK trên cơ sở mô phỏng
với các hệ thống CAD/CAE.
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
78
Quá trình thiết kế đồng thơi cho sản phẩm cơ khí được
chia thành các bước sau:
1) Bước 1: Phân tích nhu câu thị trương hoặc do phát triển
công nghệ mới.
2) Bước 2: Xác định các tính năng kỹ thuât của sản phẩm
thiết kế.
3) Bước 3: Ý tưởng thiết kế, lựa chọn phương án.
4) Bước 4: Thiết kế chi tiết (kỹ thuât) sản phẩm.
5) Bước 5: Chế tạo sản phẩm
6) Bước 6: Đưa sản phẩm ra thị trương.
Theo LTC
6.1 Thiết kê may
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
79
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
80
Lựa chon phƣơng an (y tƣởng thiết kế)
Một trong các nguyên công đã được chọn làm phương án thiết kế
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
81
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
82
Kết quả tính toán các chi tiết trên máy tính
Thiết kế ky thuât
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
83
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
84
Vẽ phát thảo nguyên côngPGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
85
Mô hình hóa và lắp ráp các chi tiết
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
86Mô phỏng lắp ráp và động lực học các cụm chi tiết
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
87
Hoàn thiện bản vẽ 2D và mô hình 3D
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
88
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
89
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
90
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
91
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
92
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
93Lâp tài liêu thiết kê : tƣ mô hinh 3D tạo cac
bản ve lắp 2D, chi tiết 2D PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
6.2 Ứng dụng tin học trong olympic Chi tiết
may
• Hiện nay một sô nước đa tô chức thi
olympic ứng dụng tin học vào môn Chi tiết
may va cơ sơ thiết kê may.
• Ví dụ hinh thức thi môn Thiết kê ĐA môn
học Chi tiết may.
94
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
95
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
96
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
97
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
98
Mỗi đội 4 ngươi, 2-3 may tính sẽ thực hiện 2
phân chính:
-Tính toan hê thống truyên động cơ khi va thực
hiện bản ve .
- Tính toan bên cho khung băng tải va cac con
lăn, thê hiện mô hinh 3D.
Thơi gian thực hiện 4 giơ.
Theo nhân xet cac ky thi thi phân tính toan hê
thống truyên động thi tính toan va thiết kê dê
dàng (vi đa làm ĐAMH), tuy nhiên phân mô hinh
hóa 3D khung băng tải va phân tích còn kho
khăn.
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
Y kiến đê xuất
Đối với môn Chi tiết may, dựa trên kha năng
phân mêm Autodesk Inventor, va hiện nay
công ty Autodesk đang có chính sach hô trơ
cho cac trương đại học được sư dụng phân
mêm này miển phí thi ta hoàn toàn có thê tô
chức thi môn này.
Cuộc thi có thê tô chức thành 2 phân:
- Phân ly thuyết có thê thi như cũ (2 – 3 giơ)
- Phân thực hành thi theo nhóm trên may tính99
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
Hinh thưc thi
• Tô chức theo nhóm 4 ngươi, 4 may tính
cho mỗi nhóm. Thơi gian 4 giơ. Thi tâp
trung theo cụm.
Nội dung đê thi:
1. Tính toan cac chi tiết may bằng phân
mêm Autodesk Inventor.
2. Mô hinh hóa 3D phân hê thống truyên
động
3. Tạo bản ve 2D
4. Tạo mô phỏng lắp rap100
PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc
Hinh thức xet giải thưởng
1. Giải thưởng phân ly thuyết (Ca nhân)
2. Giải thưởng phân thực hành (theo nhóm)
3. Giải thưởng tổng hợp (Lý thuyết + Điểm
ca nhân chia đêu trong nhóm)
101
Cac file hinh ảnh động trong file này kem
theo sach:
Nguyễn Hữu Lộc. Ky thuât CAD/CAE. NXB
Khoa học Ky thuât. 2010.
102
CAM ƠN QUY THẤY CÔ
CHU Y LĂNG NGHE
103