ביצוע אופטימיזציה פרמטרית אחרי אנליזה באמצעות SimulationXpress
SimulationXpress הוא כלי סימולציה בסיסי המאפשר למהנדסים לנתח את הביצועים המבניים של המודל שלהם (אנליזה סטטית).
מטרת הכלי לאפשר זיהוי כשל מוקדם עוד בשלב הפיתוח. הכלי מאפשר קביעת עומסים ואילוצים בסיסיים, ולקבל פירוט של המאמצים, המעוותים, התזוזות וחריגות מפקטור הביטחון (FACTOR OF SAFETY– FOS) שנקבע. כל אלו מאפשרים ראייה בסיסית אודות "תפקוד" המודל ועמידתו בתנאים שנקבעו.
במאמר זה, נעמיק ביכולת נוספת שכלי זה נותן לנו – אופטימיזציה פרמטרית. לאחר ביצוע האנליזה, ניתן לבצע אופטימיזציה פרמטרית לגאומטריה/גאומטריות שנבחרו וזאת על מנת לשפר את תוצאות האנליזה, בהתאם לצרכי הפיתוח והתכנון.
הצגת מקרה דוגמה
לצורך כך, נציג את הכלי באמצעות מודל של וו תלייה כפול, אשר מעוגן לקיר בעזרת שני Fixtures ושני כוחות ניצבים לקצוות הוו. טרם ביצוע האנליזה, נקבע כי המודל יהיה עשוי מ-Plain Carbon Steel, בעל Yield Strength של 220 [MPa]. מפני שהוגדר כבר חומר מראש, אין צורך לקבוע אותו מחדש בשלב השלישי באנליזה.
ראשית, ניגש בתוכנת ה-Solidworks ללשונית של Evaluate ואז נבחר ב-SimulationXpress.
יופיע לנו תפריט המאפשר לנו לקבוע אילוצים (Fixtures), עומסים (Loads), חומר (Material), ולבסוף הרצת האנליזה, הצגת תוצאותיה, וביצוע האופטימיזציה למודל בהתאם לתוצאות שמתקבלות.
קביעת אילוצים
השלב הראשון יהיה להגדיר את ה-Fixtures. נקבע את שני הקדחים ובכך נדמה ריתום שלהם לקיר-
קביעת עומסים
לאחר מכן, נקבע עומסים (Loads) על הקצה של כל וו ונבחר ערך של 120 [N] בניצב לקצוות הווים (בכיוון השלילי של הנורמל של מישור TOP), כפי שניתן לראות בתמונה –
הרצת האנליזה ובחינת התוצאות
מפני שכבר בחרנו את החומר טרם ביצוע האנליזה, נריץ אותה על ידי הקלקה על "Run". נקבל כמה סוגי תוצאות – נתמקד בתוצאות של המאמצים ושל מקדם הביטחון (FOS – FACTOR OF SAFTEY).
STRESS PLOT
FACTOR OF SAFETY PLOT
הדיאגרמות שקיבלנו מציגות כי עברנו את ה-Yield Strength וכי יש ערכים בהם ה-FOS קטן מ-1. כלומר, עבור התנאים שקבענו, המודל חווה כשל. נבחר לבצע אופטימיזציה פרמטרית בה ייקבע טווח של ערכים שונים עבור קוטר הוו, ונראה האם התוכנה מצליחה למצוא ערך של קוטר עבורו ה-FOS הוא מעל 1, וזאת על מנת להימנע מכשל חוזר.
הפעלת האופטימיזציה
לאחר בחינה של התוצאות, נבחר להפעיל את האופטימיזציה –
לאחר הפעלת כלי האופטימיזציה, ניתן לראות בתצוגת המסך את כלל המידות שמגדירות את המודל. בחלונית הבאה, יש לבחור את המידה לה אנחנו רוצים לבצע אופטימיזציה על ידי הקלקה ישירה עליה בצג המסך (במקרה זה, את המידה שמגדירה את קוטר הוו אשר מסומת בצבע תכלת – 4 מ"מ).
בנוסף לקביעת המידה, ייפתח חלון נוסף בתחתית התצוגה, בו ניתן יהיה להגדיר את טווח הקטרים – בין 4 מ"מ (הקוטר הנוכחי באנליזה שביצענו) עד 8 מ"מ. נרצה לקבוע תנאי להצלחת האופטימיזציה שקובע כי הקוטר האופטימלי הינו הקוטר בו ה-FOS עולה על 1.
נקבע את טווח הקטרים (“Dimension Range”) תחת לשונית Variables לבדיקה כאשר כל חישוב הינו איטרציה בפני עצמו. לבסוף, נקבע את התנאי לעצירת האופטימיזציה (FOS שעולה על 1) – תחת הלשונית שקרויה “Constraints”.
תוצאות האופטימיזציה
לאחר קביעת התנאים והגאומטריה לה נרצה לבצע אופטימיזציה, נריץ אותה על ידי הקלקה על “Run”.
בסיום הריצה של האיטרציות, תחת הלשונית “Result View”, נקבל בעמודה הירוקה המציגה את התוצאה האופטימלית כי עבור קוטר וו של ~6.259 מ"מ מתקבל ערך FOS יותר גדול מ-1 – כלומר, התנאים שקבענו מתקיימים, וכעת לא צפוי כשל בחלק.
נשים לב כי ברגע שנאשר את האופטימיזציה שבוצעה, הגאומטריה שנבחרה – הקוטר של הוו, תשתנה באופן אוטומטי!
בבלוג זה הוצגה דרך פשוטה יחסית לבצע אופטימיזציה פרמטרית עבור גוף בודד אשר מאפשרת לנו לשנות גאומטריה של אזור בעייתי במודל שעלול לחוות כשל באנליזה סטטית.
לא הסתדרתם? מוזמנים לפתוח קריאת שירות כאן
