ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG THI OLYMPIC MÔN CHI … dung tin... · 3 PhầnI. Giới thiệu ứng dụng tin học trong cơhọc máy và thiết kế chi tiết máy - Quá

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.


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


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).


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.


8


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…


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…


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.


Phu luc V Tong quan cac Module ANSYS.doc




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…


13


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).


../Tai lieu dang sua chua/Ky thuat CAD-CAE/Alias Studio/3_Flexible Nurbs Modeling.wmv

http://en.wikipedia.org/wiki/Autodesk

http://en.wikipedia.org/wiki/Alias_Systems_Corporation

http://en.wikipedia.org/wiki/Computer-aided_industrial_design

http://en.wikipedia.org/wiki/Autodesk_Inventor

http://en.wikipedia.org/wiki/ProEngineer

http://en.wikipedia.org/wiki/SolidWorks

15http://www.carbodydesign.com/tutorials/?id=1836

http://www.carbodydesign.com/tutorials/?id=1836

http://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


17

CSG

B -rep


18

Part Modelling


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.


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


Mo phong qua trinh lap rap.avi



21

Bản vẽ lắp 3D


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:


../Bao cao hoi thao Thai nguyen/Do an HGT banh rang tru 1 cap/trinh dien lap rap.avi

23

Mô phỏng lắp rap hộp giảm tốc trục vít


24

Mô phỏng lắp rap cac nối trục


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.


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





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


28

a. Bản vẽ chi tiết 2D


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


30

c. Bản vẽ 3D

Bản vẽ 3D chưa được tiêu chuẩn hoá.

Nguồn: UGS - NX Mach Series Design Solutions.


31

d. Tạo bản vẽ lắp 3D từ mô hinh 3D


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


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).


34

Thiết kế bộ truyên banh răng


35

Vẽ bộ truyên banh răng


36

Lựa chon hàm biên dạng cam


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...


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


Co cau Internet/2D/Chain Drive Clark7-336x252.mov





nho2.avi

nho2.avi

nho2.avi

nho2.avi

nho2.avi

nho2.avi

nho2.avi

../Baocao MPDH/Co cau moi Tu Internet/Khong Gian/X03 gOOG.mov







../Baocao MPDH/CO CAU/TQCT KG.AVI







../Baocao MPDH/Co cau moi Tu Internet/Khong Gian/sfourbar.gif




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…


../Baocao MPDH/TONG HOP MAY BAO SP2.AVI

../Baocao MPDH/TONG HOP MAY BAO SP2.AVI

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


mo phong dong luc hoc.avi









41

Mô phỏng động hoc may may


42

Quyõ ñaïo ñieåm treân cô caáu


43

Tay gắp sản phẩm


44

Mô phỏng tay may


Mô phỏng toàn bộ may hoặc qua trinh

45


46


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


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…


50

1. Autodesk Inventor và ANSYS Workbench


51

Tần sô dao động riêng


2. Ứng dụng phân tích kết cấu

- Mô phỏng qua trinh uốn

- Mô phỏng truyên nhiệt

- Mô phỏng qua trinh dâp

52


53

Phân tích nhiêt


54

Mô phỏng qua trinh uốn vơi ANSYS


55

Mô phỏng ưng suất và biến dạng khi dâp tấm

DYNAFORM, ANSYS/LS DYNA


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.


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).


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


60


../Baocao MPDH/THU VIEN NEW.ppt

61


../Baocao MPDH/THU VIEN NEW.ppt

62

Cac cơ cấu


63


64

Hê thống truyên động


65

Hê thống truyên động


66

Ly hợp


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)


69

4.2 Thiết kế tối ƣu kết cấuQuy trình phân tích và tối ƣu


70

Kết cấu dâm tính toán và kết cấu dâm thu gọn


71

Tối ƣu dang cho khung xe đạp


72

Video trinh tự tối ƣu kiểu dang khung xe đạp


73

a) Không gian thiết kế b) c)

d) e) f) Mô hình CAD

Chân đế

Tối ƣu kiểu dang kết cấu 3D


74

Tối ƣu kiểu dang kết cấu 3D

Tạo mô hinh trên ANSYS WORKBENCH


Toi uu kieu dang 3D/1.avi




75

Banh răng


76

Đia xích


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.


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


79


80

Lựa chon phƣơng an (y tƣởng thiết kế)

Một trong các nguyên công đã được chọn làm phương án thiết kế


81


82

Kết quả tính toán các chi tiết trên máy tính

Thiết kế ky thuât


83


84

Vẽ phát thảo nguyên côngPGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc

85

Mô hình hóa và lắp ráp các chi tiết


86Mô phỏng lắp ráp và động lực học các cụm chi tiết


87

Hoàn thiện bản vẽ 2D và mô hình 3D


Ban ve may lam moc ao.dwg


















88


89


90


91


92


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


95


96


97


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.


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


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


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

Documents

ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG THI OLYMPIC MÔN CHI … dung tin... · 3 PhầnI. Giới thiệu ứng dụng tin học trong cơhọc máy và thiết kế chi tiết máy - Quá