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2016/11/21

Inventor 應力分析最佳化簡介 - 參數化

Inventor是一個參數化軟體,
在設計過程中,不論是草圖的線條、特徵的相關尺寸都是參數,
這些參數基本上就是用來改變零件(甚至組件)的幾何尺寸,
當參數改變時,幾何尺寸就會跟著改變,
當幾何尺寸改變,材料相同時,等於就是結構強度會發生改變。

例如圓棒的半徑,
縮小就會造成可以承受的力量變小,原因是應力等於力量除以截面積,所以當截面積變小,同樣的力量應力會變大,
若材料強度相同,表示可以承受的最大力量變小。
因此在模擬過程中,
如果要同時進行設計的改變,就可以透過調整參數,
控制應力在一個可以承受的範圍內,並且使重量變輕,
這就是一種參數最佳化設計的簡單概念。

從FY10版開始,
最佳化設計的功能隨著應力分析版本更換為Plasso Tech核心後也被放到Inventor應力分析中,
讓工程師可以更快速地去了解不同尺寸對結構強度的影響。

要使用Inventor應力分析的步驟基本上很簡單,
大致可以分成以下幾個步驟:
1. 先完成一個基本的應力分析(或模態分析),就是要有材料、約束、負載、網格等設定,最好先跑完一次分析確定條件沒有問題。
2. 將步驟1的分析複製一份,修改分析類型從"單點"改為"參數式研究"
3. 選擇可以變化的參數,建議一次不要超過3個以上,變化可能性跟參數數量的次方成正比,例如三個參數,每個參數有5種變化,那總共有5的3次方(=125)種可能,所以參數數量越多,計算的時間會越久,建議一次不要超過3個以上,可以分次作;如果電腦很好(速度快、記憶體大 、儲存空間大)就可以硬幹試試看。
4. 設定每一個選擇的參數的變化,例如板厚0.8, 1.0,1.2,1.5等,或者是內圓角從3到10mm有8個值等等
5. 選擇設計目標,例如質量、變形、應力等,並設定設計目標為最小值或給上、下極限值或落於某個範圍值,可以指定在特定幾何上。
6. 執行模擬計算並檢查參數值與設計目標變化的關係,有數值表折線圖可以看,若設計目標含最小質量,也會自動跳到符合設計目標的該組參數上。

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