САПР 
Скорее всего вы имели опыт работы с оптимизацией в Solid Edge Simulation. Такая опция появилась в одной из последних версий программы. Мы попробуем рассмотреть несколько примеров применения такого опционала и определим задачи, которые он будет решать.
Пример 1 – натяжной шкив
Мы рассмотрим натяжной шкив с такими особенностями.
- Цель – снижение массы (сейчас 19,640 кг)
- Ограничение – максимальное напряжение по Мизесу <= 13,33 Мпа
- Переменные – угол и высота выреза.
- Нагрузка «Крутящий момент» и ограничение «Зафиксировать»
- Текущее максимальное напряжение по Мизесу – 10,3 МПа
Нам предстоит поменять высоту и угол выреза так, чтобы масса была снижена, но при этом не увеличилось максимально допустимое напряжение.
То, что у нас имеется
Результаты на старте
После оптимизирования шкива у нас получится такой результат:
Нам удалось снизить массу на тринадцать процентов на седьмой итерации. При этом высота выреза и угол стали 19 сантиметров и 49 градусов соответственно.
В таблице показано, что некоторые итерации подверглись недопустимо высоким значением. Они выделены красным цветом. Важно, что последняя итерация может иметь не самый достойный результат, потому нужно учесть всю результативность и найти самое приемлемое решение. Далее нужно округлить переменные модели и создать новый анализ, добавив самую мелкую сетку. Также учитываем, что на результат влияет и порядок добавления в список переменных. Так, мы добавили переменную угла, а уж потом высоту. Если добавить их в другом порядке, будут отличия. Также мы в любой момент можем установить оптимальную относительную сходимость.
Пример 2 – скобка из листового металла
Средняя поверхность и ее параметры нагрузки
Рассмотрим скобу из листового металла. Нам нужно снизить ее вес и снова же не превысить максимально допустимое напряжение в детали. Попробуем воспользоваться одной переменной – толщиной материала детали. Сперва она установлена на 4 миллиметра. Нагрузка равна 300 Н. Она прилагается к верхней грани. Все четыре отверстия зафиксированы. Важно, что деталь является листовой, потому и ориентироваться мы должны на среднюю поверхность, а анализ будем проводить, отталкиваясь от ее параметров.
- Цель – снизить массу.
- Проектное ограничение – максимальное напряжение по Мизесу <= 210 МПа
- Проектная переменная – толщина материала (в диапазоне от 1 до 4 мм)
Стартовые результаты
Стартовое напряжение составляло 174 Мпа, после оптимизации стало 209,772 Мпа, что вписывается в рамки допустимого уровня. Толщина также снизилась до 3 мм, что снизило и вес детали практически на четверть. Теперь нужно округлить дробовую толщину до трех миллиметров.
Пример 3 – Ферменная конструкция для крыши
Толщина ферменной конструкции для крыши постройки составляет 6 миллиметров. Так как эта конструкция собрана из профилей, нам нужно собрать балочные элементы для анализа. Верхние находятся под действием нагрузки в 2220н. Полное напряжение балки -,21 МПа, максимальное перемещение – 5,1 мм. Нужно установить допустимое ограничение на отметку 10 МПа.
Чтобы оптимизировать деталь, вносим такие данные:
- Цель – минимизация суммарного перемещения
- Ограничение – максимальное полное напряжение балки <= 10 МПа
- Проектные переменные – три угла с заданными диапазонами
Мы смогли уменьшить перемещение до 1,65 миллиметра, а напряжение снизилось до 2,7 мпа. Также нужно обратить внимание на то, что у нас изменилась точка максимального перемещения.
Итог
Оптимизация конструкций – это отменный инструмент для изменения проектных данных для достижения целей. В таблицах можно наглядно просмотреть изменения геометрии и их влияние на конструкцию изделия.
