Ứng dụng các phần mềm trong tính toán thiết kế chi tiết máy

ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG

THI OLYMPIC MÔN CHI

TIẾT MÁY

1

Người trình bày: PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

I. Giới thiệu ứng dụng tin học trong cơ họcmáy va thiết kê chi tiết máy

II. Mô hình hóa với Autodesk InventorIII. Phân tích kết cấu, mô phỏng, động học và

động lực học phần mềm Inventor

2

động lực học phần mềm InventorV. Ví dụ ứng dụng tin học trong olympic Chi

tiết máy va đê xuất

PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc

Phần I. Giới thiệu ứng dụng tin học trong cơ học máy và thiết kế chi tiết máy

3


Ứng dụng các hệ thống CAD/CAE để giải quyết các vấn đề sautrong thiết kê máy va chi tiết máy:- Tính toán thiết kê các chi tiết máy- Vẽ bản vẽ 2D (AutoCAD..) - Tạo mô hình 3D: wireframe, mặt cong và solid. Tư mô hình bachiều:

+ Hiển thị hình ảnh: màu sắc, chất liệu và ánh sáng.

4

+ Hiển thị hình ảnh: màu sắc, chất liệu và ánh sáng.+ Diễn hoạt máy tính+ Mô phỏng lắp ráp, chuyển động, động học, động lực học.

+ Tính toán phân tích và thiết kế tối ưu.+ Tạo các bản ve ky thuật 2D tư mô hình 3D+ Chuyển dư liệu đê gia công va tạo mẫu


1.1 Quá trình thiết kế

5

1.2 Các hệ thống CAD, CAE

Các hệ thống tích hợp bao gồm: Unigraphics (NX), Ideas NX, Pro/ENGINEER, Catia, CADCEUS … thích hợp cho các đại công ty. - Về công cụ CAD thì Pro/ENGINEER hạn chế hơn NX và CATIA.

- CAM thì NX tốt hơn. CAE thì cả ba như nhau.

6

Pro/ENGINEER là phần mềm CAD đầu tiên đưa ra khái niệm Parametric và rất mạnh về mô hình solid, CATIA và NX là hai phần mềm rất mạnh về dựng đường 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 máy bay, CATIA và NX được dùng nhiêu hơn Pro/ENGINEER (trong ngành ôtô thì NX 25%, Catia 26%, Ideas NX 11%, Pro/E 7% còn lại là các phần mềm khác).


Các phần mềm theo nhóm chưc năng: thiết kế mô hình 3D hoặc bản vẽ 2D, phân tích phần tử hữu hạn, mô phỏng động lực học… Giá thành rẻ hơn, khai thác tính năng tương đối đơn giản nên phù hợp các công ty nhỏ và vừa. Bao gồm:- Phần mềm CAD: Autodesk Inventor (có phần Design Accelerator để tính toán thiết kế chi tiết máy), AutoCAD, SolidWorks, SolidEdge, Intergraph, Mechanical Desktop, CADAM,, ThinkDesign… là các phần mềm hạng trung phổ biến.- Các phần mềm CAE: ANSYS, MSC Nastran, SIMULIA (Abaqus), Autodesk Algor Simulation, DADS, ADAMS…

7

(Abaqus), Autodesk Algor Simulation, DADS, ADAMS…- Các phần mềm CAM: MasterCam, PowerMILL, SolidCAM, Vericut, Duct, Cimatron, Visi…- Các phần mềm diễn hoạt máy tính: 3D Studio VIZ, 3DS MAX, Envision, Vis Mockup…- Các phần mềm 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 các phần mềm chuyên dụng, được sử dụng chỉ cho 1 lãnh vực cụ thể. Ta có thể phát triển các phần mềm theo hướng này.


Một số thông tin thêm về các hệ thống CAD/CAM:

Từ những năm 2004 trở về sau thì công nghiệp phần mềmCAD nằm trong tay 4 nhà sản xuất lớn: 3 công ty giải phápPLM: Dassault với CATIA và ENOVIA, Simens PLM softwarevới Unigraphics và iMAN, PTC với Pro/ENGINEER vàWindChill và công ty Autodesk với ADP (Autodesk solution forDigital Prototyping): Autodesk Inventor, AutoCAD... Giữa cácphần mềm 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 năm 2009 (đứng đầu là Microsoft và IBM):- Autodesk (hạng 16) sở hữu: AutoCAD, Autodesk Inventor

8

- 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, Revit Architecture, 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…


Autodesk Inventor

Trong các năm gần đây phát triển nhanh chóng, được pháttriển từ năm 1999 và đến 2005 là phần mềm CAD bán chạynhất trên thế giới. Ngoài chức năng mô hình hóa trongAutodesk Inventor còn có thể:

• Mô phỏng lắp ráp.

9

• 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, tần số dao động riêng….• Thiết kế đường ống…


Phần II. MÔ HÌNH HÓA SẢN PHẨM CƠ KHÍ

Trong CAD có phương pháp để xây dựng mô hình 3 chiều:- Đầu tiên tạo solid cơ sở, sau đó khắc, cắt, dán… bằng các

phép đại số boole. Ứng dụng trong Pro-ENGINEER, SolidWorks, Autodesk Inventor, SolidEdge…

- Tạo hình từ những mặt cong phức tạp trên cơ sở nhữngđường cong biên 3 chiều, sau đó tạo mặt cong va chuyển sang solid. Ứng dụng trong CATIA, Unigraphics (NX), Autodesk Alias

10

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 thuật dựng hình CAD 3D dùngtrong ngành mỹ thuật công nghiệp, một kỹ thuật dựng hình sẽrất mạnh trong tương lai. Ứng dụng trong ThinkDesign…


11


2.1 Autodesk Alias StudioAutodesk AliasStudio (tên cũ là Alias StudioTools). Đây là công

cụ để phát thảo, mô hình hóa và tạo hình ảnh được kết hợp vào 1 phần mềm. Đáp ứng yêu cầu nhà thiết kế: vẽ phát thảo, vẽ tự do hình dạng và kiểu dáng sản phẩm, tạo hình dạng kết cấu, tạo hình ảnh thật để xem trước hình dạng sản phẩm và trao đổi dữ liệu các phần mềm CAD khác.

Đây là phần mềm CAID, khác với CAD, là công cụ chuyên về hướng kiểu dáng của thiết kế, tức là hình dạng bên ngoài của sản phẩm. Nó không đi vào thiết kế chi tiết chính xác như các

12

sản phẩm. Nó không đi vào thiết kế chi tiết chính xác như các hệ thống CAD: Inventor, Pro/ENGINEER, SolidWorks …, tuy nhiên Alias có các công cụ mạnh tạo đường cong và mặt cong chính xác.

Từ phiên bản 2010, Autodesk AliasStudio chia thành các sản phẩm riêng biệt: Autodesk Alias Automotive (tên cũ Autodesk AutoStudio), Autodesk Alias Design( tên cũ Autodesk DesignStudio), và Autodesk Alias Surface (tên cũ Autodesk SurfaceStudio).


13http://www.carbodydesign.com/tutorials/?id=1836

2.2 Phần mềm Autodesk Inventor

Có thể ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor trong các môn Nguyên lý máy, Chi tiết máy và cơ sở thiết kế máy:-Mô hình hóa chi tiết

-Mô hình hóa bản vẽ lắp

- Mô phỏng lắp ráp, động học và động lực học

- Phân tích kết cấu, thiết kế tối ưu

14

1. Mô hình hóa chi tiết (Part Modelling)

Part Modeling là môi trường mô hình hóa tham số chi tiết 3D bằng các công cụ của phần mềm.

- Phân tích kết cấu, thiết kế tối ưu

- Tính toán chi tiết máy

- Lập tài liệu thiết kế từ các mô hình 3D


CSG

15

B -rep


Part Modelling

16


2. Lắp ráp Assembly

Assembly Modeling là môi trường để lắp ráp các chi tiếtđã mô hình hóa trong Part Modeling thành các cụm lắpráp hoặc kết cấu máy hoàn chỉnh. Những cơ cấu, kếtcấu phức tạp được lắp ráp dễ dàng trong môi trườngAutodesk Inventor, sử dụng các ràng buộc thông minhnhư: Angle, Flush, Insert, Mate, Tangent, Motion.

17

như: Angle, Flush, Insert, Mate, Tangent, Motion.

Có 2 phương pháp: Top down hoặc Bottom up.


Các chi tiết lắp ráp có thể được tạo trong cùng một bản vẽhoặc có thể nhập từ các bản vẽ khác. Trong môi trường nàybao gồm cả Design Accelator - tính toán và mô hình hóa cácchi tiết máy, Wedment Assembly - lắp các chi tiết bằng mốighép hàn và Frame Generator để tạo kết cấu khung. Ngoài racòn có Content Center là thư viện các mô hình chi tiết tiêuchuẩn.

18

chuẩn.

Video quá trình lắp ráp Cơ cấu Norton


Bản vẽ lắp 3D

19


3. Trình diễn lắp ráp

Quá trình lắp được thể hiện rõ ràng, trực quan trên môi trường Autodesk Inventor và có thể mô phỏng lắp ráp trên môi trường Presentation:

20


Mô phỏng lắp ráp hộp giảm tốc trục vít

21


Mô phỏng lắp ráp các nối trục

22


4. Tạo bản vẽ 2D từ mô hình 3D (Drawing)

Tạo bản vẽ kỹ thuật 2D, 3D từ 3D solid, kim loại tấm, lắp ráp và trình diễn lắp ráp. File bản vẽ vẫn giữ sự liên kết với các file gốc. Tạo bản vẽ kỹ thuật phụ thuộc vào hệ thống chiếu: hệ thống A (góc chiếu thứ ba) hoặc hệ thống E (góc chiếu thứ nhất).

23

Hiện nay các tài liệu thiết kế dựa trên cơ sở các bản vẽ 2D vì bản vẽ 2D với bảng kê chi tiết thiết kế, biểu đồ, kích thước thật, dung sai, chú thích và những yêu cầu kỹ thuật khác.


Các phương pháp tạo bản vẽ trong kỹ thuật bao gồm:- Trực tiếp tạo bản vẽ kỹ thuật trong 2 chiều (sắp trở thành quá khứ AutoCAD…) - Chuyển từ mô hình hoặc mặt cong 3D thành các bản vẽ 2D (Hiện nay)- Trực tiếp thiết kế từ mô hình solid hoặc mặt cong 3D và tạo bản vẽ 3D (Thời điểm chuyền tiếp - Tương lai gần).

24

bản vẽ 3D (Thời điểm chuyền tiếp - Tương lai gần).

http://www.youtube.com/watch?v=gTKSBzg67xs


a. Bản vẽ chi tiết 2D

25


b. Tạo bản vẽ lắp 2D

11

12

15 16 17 18 19 20 212223

24

26

1314

25 27 28

315

261 2 3 4 5

678910

Ø25k6

Ø38Ø28

H8K6 H8

k6

330

136

385

Ø35k6

Ø80H7Ø62H7

123456789101112131415161718192021222324

262728

STT KÍ HIEÄU TEÂN GOÏI Slg Klg VAÄT LIEÄU Tôø Ghi chuù

Naép oå truïcVoøng phôùt

Baùnh raêng lôùnOÅ bi ñôõ

Baùnh raêng nhoûVoøng chaén daàu

Truïc daãnÑeäm loùt

Truïc bò daãnVít M8

Que thaêm daàuBu loâng M10Ñai oác M10Voøng ñeäm

Bu loâng voøng M8Vít M8*22

Naép cöûa thaêmNuùt thoâng hôi

Ñeäm loùt naép cöûaNaép hoäp

Bu loâng M12Ñai oác M12Voøng ñeämThaân hoäp

Nuùt thaùo daàuM16*1,5

Choát truïLoã bu loâng M16

4214141412414442411116661

124

165

25 Ñeäm loùt 1

GX 15-32Cao suCT 45

DL100CrCT45XeâvanitCT45Næ

CT45CT38CT38CT38CT38Mn65CT38CT35CT31CT31Næ

GX 15-32CT38CT38Mn65

GX 15-32Næ

CT31CT45

GX 15-32

30386362207

164954,54407,6

52328,71460

8u2 = 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 ñieàuchænh 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 mm3. Duøng sôn vaø caùc vaät lieäu khaùc che kín caùc beà maët laép gheùp nhaèm traùnh hieän töôïng roø ræ daàu4. 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 trôn6.Loã choát ñònh vò naép vaø thaân hoäp ñöôïc gia coâng sau khi ñaõ laép vaø ñieàu chænh

Daáu Khoái löôïng Tæ leäSñ Slg Soá taøi lieäu Chöõ kyù NgaøyThieát keá

Kieåm tra

TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOATPHCM KHOA: CÔ KHÍ LÔÙP: CÑ 01/1

Soá tôø: 1Tôø : 1

1:1Nhoû hôn200 kgN H Loäc

Tr. M.Tieán

HOÄP GIAÛM TOÁC

ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏCCÔ ÖÙNG DUÏNG

270


c. Bản vẽ 3D

27

Bản vẽ 3D chưa được tiêu chuẩn hoá. Nguồn: UGS - NX Mach Series Design Solutions.


d. Tạo bản vẽ lắp 3D từ mô hình 3D

28


36

35

34

33

32

312928

27

26

25

24

17

18

19

21

22

23

30

20

29H? P GI?M T? C

BÁNH RANGNGHIÊNG 1 C?P

Chöõ kyùSlgThieát keáH. daãnDuyeät

SñÐ.V. Qu?c Ð?t

N. Höõu Loäc

Soá taøi lieäu NgaøyTyû leä

1:1.25

Ñaïi hoïc Baùch khoa TP HCMKhoa Cô khí

Daáu Khoái löôïng

29

30

31

32

33

34

46306

309

35

SoálgKyù hieäu Chuù thíchV

ò trí

Teân goïi

Mieàn

Khoå giaáy

Ñoà Aùn Heä Thoáng Truyeàn ÑoängCô 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

4567810111213

14

15

16

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

1Voøng ñeäm nút tháo d?u

36


5. Design Accelator- tính toán và thiết kế chi tiết máy

• Ứng dụng Autodesk Inventor để tính toán và thiết kế các chi tiết máy sau:

30

• Ngoài ra trong Autodesk Inventor còn có sổ tay tra cứu các chi tiết máy (Engineer’s Handbook).


Thiết kế bộ truyền bánh răng

31


Vẽ bộ truyền bánh răng

32


Lựa chọn hàm biên dạng cam

33


Phần III. PHÂN TÍCH KẾT CẤU, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC

Lĩnh vực thiết kế máy tập trung vào kết cấu vàchuyển 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 học trên máy tính: Mô phỏng máy tính làmột quá trình mô hình hoá và phân tích chính xác một tìnhhuống thực theo yếu tố thời gian trong một môi trường ảo.

34

huống thực theo yếu tố thời gian trong một môi trường ảo.Mô hình ảo ba chiều tương ứng với các đặc điểm

của sản phẩm trong thực tế và thực hiện quá trình tínhtoán phân tích và mô phỏng chúng trong môi trường máytính.

Các phần mềm 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...


Mô hình thật

Mô hình máy tính

Mô hình thật cơ cấu không gian

Phần III. PHÂN TÍCH KẾT CẤU, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC

35

Mô hình thật cơ cấu không gian

Mô hình máy tính

Dạng đường cong


3.1 Mô phỏng động học (Dynamic Simulation)

Kỹ thuật 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 truyền

36

động học và động lực học các cơ cấu và hệ thống truyềnđộng, máy và hệ thống.

- Tạo các mô hình ảo trong công tác đào tạo.1. Mô phỏng 2D 2. Mô phỏng 3D3. Cơ cấu 1 bậc tự do, kín (các cơ cấu thông dụng)4. Nhiều bâc tự do, hở (tay máy)5. Phẳng, Không gian…


Để mô phỏng động học cơ cấu hoặc bộ truyền thực hiệntheo trình tự sau:

37

Video quá trình mô phỏng động học Cơ cấu Norton


Mô phỏng động học máy may

38


Quyõ ñaïo ñieåm treân cô caáu

39


Tay gắp sản phẩm

40


Mô phỏng tay máy

41


Mô phỏng toàn bộ máy hoặc quá trình

42


43


44

Tùy vào chỉ tiêu tính ta phân tích đô bền, đô cứng, truyền nhiệt, dao động, đô bền mỏi… Các chi tiêu này có đầy đu trong các môdun của các hê thống CAE.

Các bước phân tích

Bước 1: Đơn giản hóa mô hình hình học

3.2 Phân tích kết cấu

45

Bước 1: Đơn giản hóa mô hình hình họcBước 2: Gán vật liệuBước 3: Thêm vào hệ thống tọa độBước 4: Gán ràng buộc và tải trọng.Bước 5: Xem xét và tạo bề mặt lưới phần tửBước 6: Xuất dữ liệu FEM. Bước 7: Tính toán và đánh giá kết quả


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 điều kiện biên, gán tải trọng, thiết lậpđặc tính vật liệu và những thông tin liên quan khác và sau đó

46

đặc tính vật liệu và những thông tin liên quan khác và sau đótiến hành phân tích FEA.

Tuy nhiên hiên nay trong các hệ thống CAD đã tíchhợp bao gồm cả chức năng phân tích FEA và các các hệ thốngCAE có khả năng mô hình hóa. Ví dụ Autodesk Inventor đã tíchhợp ANSYS Workbench, SolidWorks đã tích hợpCosmosworks…


1. Autodesk Inventor và ANSYS Workbench

47


Tần sô dao động riêng

48


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

3. Kết hợp giữa Dynamic Simulation và Stress Analysistrong Autodesk Inventor.

49

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 töôïngsang 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 phoûngPGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc

50PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc

Trong các phiên bản mới của Inventor còn bao gồm Parametric Studies và Optimization technology cho phép ta hiệu chỉnh các thông số thiết kế trong môi trường phân tích ứng suất mô hình lắp và chọn các lựa chọn thiết kế khác nhau. Khi ñã chọn lời giải tốt nhất, Inventor sẽ cập nhật mô hình 3D theo các thông số tối ưu (H.9.9).Trong các phiên bản mới củaInventor còn bao gồmParametric Studies vàOptimization technology chophép ta hiệu chỉnh các thôngsố thiết kế trong môi trườngphân tích ứng suất mô hìnhlắp và chọn các lựa chọn thiếtkế khác nhau. Khi đã chọn lờigiải tốt nhất, Inventor sẽ cập

51

giải tốt nhất, Inventor sẽ cậpnhật mô hình 3D theo cácthông số tối ưu).


Chúng ta có thể xây dựng mô hình bằng nhiều cách khácnhau. Trên cơ sở bảng phân loại cơ cấu và bộ truyềnchúng tôi tạo được thư viện mô hình hình học và môphỏng động học các cơ cấu và bộ truyền như sau

3.3 Thư viện mô phỏng động học

52


53


54


Các cơ cấu

55


56


Hệ thống truyền động

57


Hệ thống truyền động

58


Phần IV. VÍ DỤ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ SẢN PHẨM CƠ KHÍ TRÊN CƠ SỞ MÔ PHỎNG

59


Quá trình thiết kế đồng thời cho sản phẩm cơ khí được chia thành các bước sau:

1) Bước 1: Phân tích nhu cầu thị trường hoặc do phát triển công nghệ mới.

2) Bước 2: Xác định các tính năng kỹ thuật của sản phẩm thiết kế.

60

3) Bước 3: Ý tưởng thiết kế, lựa chọn phương án.4) Bước 4: Thiết kế chi tiết (kỹ thuật) sản phẩm.5) Bước 5: Chế tạo sản phẩm6) Bước 6: Đưa sản phẩm ra thị trường.

Theo LTC


61


Lựa chọn phương án (ý tưởng thiết kế)

62

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


63


Thiết kế kỹ thuật

64

Kết quả tính toán các chi tiết trên máy tínhPGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc

65


66

Vẽ phát thảo nguyên công PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc

67

Mô hình hóa và lắp ráp các chi tiết


68Mô phỏng lắp ráp và động lực học các cụm chi tiết


69

Hoàn thiện bản vẽ 2D và mô hình 3D


70


71


72


73


74


75Lập tài liệu thiết kế: từ mô hình 3D tạo các bản vẽ lắp 2D, chi tiết 2D PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc

PHAN V. Ứng dụng tin học trong olympic Chi tiết máy

• Hiện nay một số nước đã tổ chức thi olympic ứng dụng tin học vào môn Chi tiết máy và cơ sở thiết kế máy.

• Ví dụ hình thức thi môn Thiết kế ĐA môn học Chi tiết máy.

76


77


78


79


Mỗi đội 4 người, 2-3 máy tính sẽ thực hiện 2 phần chính:

-Tính toán hệ thống truyền động cơ khí và thực hiện bản vẽ.- Tính toán bền cho khung băng tải và các con lăn, thể hiện mô hình 3D.

80

Thời gian thực hiện 4 giờ. Theo nhận xét các kỳ thi thì phần tính toán hệ thống truyền động thì tính toán và thiết kế dễ dàng (vì đã làm ĐAMH), tuy nhiên phần mô hình hóa 3D khung băng tải và phân tích còn khó khăn.


Ý kiến đề xuất

Đối với môn Chi tiết máy, dựa trên khả năng phần mềm Autodesk Inventor, và hiện nay công ty Autodesk đang có chính sách hỗ trợ cho các trường đại học được sử dụng phần mềm này miển phí thì ta hoàn toàn có thể tổ mềm này miển phí thì ta hoàn toàn có thể tổ chức thi môn này.

Cuộc thi có thể tổ chức thành 2 phần:- Phần lý thuyết có thể thi như cũ (2 – 3 giờ)- Phần thực hành thi theo nhóm trên máy tính

81


Hình thức thi• Tô chức theo nhóm 4 người, 4 máy tính

cho mỗi nhóm. Thời gian 4 giơ. Thi tậptrung theo cụm.

Nội dung đê thi:1. Tính toán các chi tiết máy bằng phần1. Tính toán các chi tiết máy bằng phần

mềm Autodesk Inventor.2. Mô hình hóa 3D phần hê thống truyềnđộng

3. Tạo bản ve 2D4. Tạo mô phỏng lắp ráp

82


Hình thức xét giải thưởng

1. Giải thưởng phần lý thuyết (Cá nhân)2. Giải thưởng phần thực hành (theo nhóm)3. Giải thưởng tổng hợp (Lý thuyết + Điểm

cá nhân chia đều trong nhóm)cá nhân chia đều trong nhóm)

83

CÁM ƠN QUÝ THẤY CÔ CHÚ Ý LẮNG NGHE

84

Documents

Ứng dụng các phần mềm trong tính toán thiết kế chi tiết máy