5 Lỗi Sai Thường Gặp Khi Chạy Tối Ưu Hóa Cấu Trúc Liên Kết
Tối ưu hóa cấu trúc liên kết là một cách tiếp cận tối ưu hóa sự phân bố vật liệu trong một không gian thiết kế nhất định, đối với một tập hợp tải trọng và điều kiện biên nhất định, để đáp ứng một tập hợp các mục tiêu hiệu suất. Sử dụng tối ưu hóa cấu trúc liên kết ở cấp độ khái niệm có thể giúp bạn đạt được thiết kế hoạt động tốt nhất trong khi tiết kiệm thời gian bằng cách thay thế các lần lặp lại thiết kế tốn kém.
Có thực sự đơn giản như vậy để tìm một thiết kế lý tưởng? Có thể là như vậy, nếu bạn sử dụng đúng cách các công nghệ mà Altair cung cấp trong các công cụ như OptiStruct và solidThinking Inspire để mang lại lợi ích cho bạn. Cũng giống như bất kỳ chương trình toán học nào khác, khi sử dụng tối ưu hóa cấu trúc liên kết không chính xác cũng có thể dẫn đến thiết kế kém. Hãy xem xét một số lỗi thường gặp khi chạy tối ưu hóa cấu trúc liên kết lần đầu tiên:
Nội dung chính
Không xác định không gian thiết kế thích hợp
Tối ưu hóa cấu trúc liên kết được thực hiện ở mức ý tưởng thiết kế sau khi không gian đóng gói của sản phẩm được xác định. Lý tưởng nhất là bạn nên sử dụng tất cả không gian đóng gói có sẵn làm không gian thiết kế của mình vì nó có tiềm năng lớn nhất để cung cấp cho bạn thiết kế ý tưởng tối ưu nhất. Tuy nhiên, không phải lúc nào cũng có thể làm được như vậy. Một trong những yếu tố cần được xem xét trong khi tạo không gian thiết kế từ không gian đóng gói là khả năng tiếp cận của con người và công cụ trong quá trình sản xuất, lắp ráp và bảo trì.
Một thiết kế hiện tại không phải là một không gian gói tốt để sử dụng cho việc tối ưu hóa cấu trúc liên kết. Một thiết kế hiện tại đã có một bố cục vật liệu được xác định và do đó không chắc rằng nó sẽ mang lại một thiết kế ý tưởng tối ưu.
Chúng ta hãy thử hiểu điều này với ví dụ dưới đây, những hình ảnh được hiển thị là cánh tay của người đạp xe đạp. So sánh các thiết kế ở phía dưới, chúng ta có thể thấy rằng tự do thiết kế đóng một vai trò quan trọng trong việc tìm ra các đường dẫn tải tối ưu, từ đó dẫn đến một thiết kế hoạt động tốt hơn. Thiết kế 2 cứng hơn 25% so với Thiết kế 1 cho cùng một lượng khối lượng được giữ lại.
Không xác định không gian không phải thiết kế
Sau khi xác định không gian thiết kế từ không gian đóng gói có sẵn, việc xác định không gian không thiết kế cũng rất quan trọng. Các vùng trong mô hình không thể sửa đổi trong quá trình tối ưu hóa là các vùng không phải thiết kế. Đây thường là các điểm kết nối kết nối với các thành phần khác trong hệ thống hoặc đơn giản là các vùng cần tồn tại để hệ thống hoạt động bình thường. Những không gian không thiết kế này cần phải được xác định trước để có được một thiết kế thỏa mãn tất cả các ràng buộc lắp ráp.
Quá hạn chế mô hình
Cũng giống như con người chúng ta, tối ưu hóa cấu trúc liên kết hoạt động tốt nhất với đủ tự do thiết kế. Có quá nhiều ràng buộc về hiệu suất trong công thức tối ưu hóa sẽ hạn chế trình tối ưu hóa khám phá không gian thiết kế. Hãy thử hiểu điều đó bằng một ví dụ. Trong khi chạy tối ưu hóa cấu trúc liên kết, sẽ không khôn ngoan nếu đồng thời có các ràng buộc về độ cứng, sức mạnh, ứng suất và tần số, thay vào đó hãy để mục tiêu độ bền thúc đẩy thiết kế ý tưởng của bạn, trong khi các kỹ thuật tinh chỉnh có thể được sử dụng để đạt được các mục tiêu hiệu suất khác. Công thức tối ưu hóa là một trong những yếu tố quan trọng nhất cần xem xét để có được một thiết kế ý tưởng tốt.
Không có lưới đủ mịn
Kết quả tối ưu hóa cấu trúc liên kết phụ thuộc vào lưới, tức là, thiết kế thu được trên một lưới có thể không giống với thiết kế thu được trên một lưới khác, vì vậy việc không có lưới đủ mịn có thể không dẫn đến một thiết kế hữu ích. Một số tính năng của thiết kế trở nên phức tạp hơn với lưới tinh tế. Trong OptiStruct, bạn nên chọn kích thước phần tử sao cho có ít nhất ba phần tử dọc theo kích thước nhỏ nhất của thành viên sản xuất.
Quên rằng kết quả cấu trúc liên kết không phải là thiết kế cuối cùng
Tối ưu hóa cấu trúc liên kết có nghĩa là cung cấp cho bạn hướng cần thiết để thiết kế một thành phần, nó không thiết kế thành phần đó cho bạn. Nó cho bạn biết nơi cần vật liệu để đáp ứng mục tiêu hiệu suất của bạn. Các kết quả thu được từ việc tối ưu hóa cấu trúc liên kết cần phải được giải thích bởi nhà thiết kế có tính đến các yếu tố như chi phí, thời gian và tính khả thi trong sản xuất. Việc diễn giải bao gồm, nhưng không giới hạn, thêm các tính năng thiết kế chi tiết như phi lê và vát mép, loại bỏ các góc nhọn, hợp nhất nhiều thành viên nhỏ hơn để tạo thành một thành viên lớn, v.v. Hình ảnh dưới đây cho thấy một ví dụ về cách các kết quả tối ưu hóa cấu trúc liên kết đã được các kỹ sư giải thích tại Volkswagen để thiết kế khung động cơ.
Bài viết liên quan:
>>Tối Ưu Hóa Là Gì? Phần Mềm OptiStruct Optimization Số Một Về Tối Ưu Hóa CAE.
>>Altair CFD – Giải Pháp Mô Phỏng Toàn Diện Các Vấn Đề Cơ Học Chất Lỏng
