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TDK
如何確認自己設計的產品達到最佳化?
· 如何在兼顧「品質」與降低「成本」之間找到平衡點?
· 該如何設計變更, 才能讓產品達到最優化的效果?
· 怎麼樣在最節省時間的情況下找到最佳的結構外型?
……… 以上大概是產品設計師都會關注到的問題!
Solid Edge Simulation可幫助您找尋到最佳的設計方案。
以下, 我們將用一簡單例子來示範, 如何利用「Solid Edge設計優化」, 找出模型的最佳結構外型。
如上圖所示, 我們有一輪圈3D 模型, 如何用最快、速最省時間的方法, 將此模型設計變更成為, 結構最佳的樣式?
1. 首先, 我們利用「Solid Edge Simulation」靜態分析功能, 按步驟, 將模型實際的「扭矩」和「固定」方式加入到模型中, 並執行分析計算。
1. 「靜態分析」結果如下–
l 輪圈最大應力是17 MegaPa
l 降伏強度為28 MegaPa
l 安全係數最小都有2倍以上
※ 最大應力沒有超過模型「降伏強度」, 所以模型沒有破壞。
1. 接下來就可以直接使用「Solid Edge設計優化」功能, 依照我們定義的限制範圍, 讓Solid Edge自動運算並求解, 很快就能找出符合我們所需的模型樣式!
a. 按下「新建優化」, 這時會跳出一對話視窗, 我們可依照所需要的限制, 進行相關的參數與範圍設定。
包含: 「設計目標」、「設計限制」、「設計變數」、「控制參數」以及「收斂參數」…等
b. 首先, 我們「定義目標」, 此範例我們的目標是「質量」3.188kg。
c. 接著「新增限制」,選擇「Von Mises應力」為設計限制, 並指定Von Mises 應力值必須「小於等於」18 MegaPa。(如下圖所示)
d. 接下來「新增模型變數」,選擇「角度」與「高度」尺寸作為「設計變數」。
※ 當滑鼠在「變數表」中點選時, 模型上也會”亮顯”相對應的尺寸, 方便我們找尋欲定義的值。
e. 可分別給定「角度」和「高度」的限制值。
f. 最後設定「控制參數」及「收斂參數」, 若沒有特別要調整, 可按照預設值即可。
4. 調整完成後按下「優化」,這時Solid Edge會開始對模型進行設計優化。
※ 如下圖所示, 當進行優化處理時, 模型會自動更新外型, 不需要人工修改, 相當省時省力, 對設計者來說真的是非常方便的!
5. 優化完成後, 會跳出以下對話視窗, 您可以「檢視摘要」與「圖形」。
6. 如按下「檢視摘要」, 這時會跳出一Excel表格, 表格中包含: 「優化參數」、「優化結果」與「處理結果」…等所有數據。
※ 此範例, Solid Edge幫我們迭代計算產生了11組結果
a. 我們可查看「安全係數-最小值」, 除了第4組 ”安全係數-最小值” 為0.98之外, 其餘都有達到1倍以上。
b. 綜合「質量」、「Von Mises應力」與「安全係數-最小值」等考量因素, 我們很快找出第10組為: 兼具「質量」與「應力」的平衡, 且「安全係數」,又可達1.5倍, 這就是我們所找尋的最佳模型!
7. 最棒的是, Solid Edge除了幫我們計算出一系列的”數據”之外, 連”圖形”也幫我們一併生成。如下圖所示, 在分析的視窗裡, 「優化/結果」中可看到所有迭代的結果圖形, 當然也包含所有的分析結果圖形, (如:應力結果圖)。
等於是得到分析數據的同時, 3D檔案也同時間完成了!
※ 在迭代結果上按「右鍵–顯示幾何體」, 就可以看到自動迭代後的各種樣式。
※ 在分析(如:應力/位移)結果上快點2下, 就可以看到自動迭代後的各種分析結果, 如下圖所示。
· 以上為「Solid Edge設計優化」的例子示範, 希望藉由此功能, 能幫助各位在最短的時間, 用最有效率的方式, 找到模型的最佳外型。(完)
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