Jump to content
ANT0N1DZE

Топологическая оптимизация балочной конструкции

Recommended Posts

ANT0N1DZE

Уже не в первый раз заинтересовал такой вопрос: а существует ли софт, который может оптимизировать начальную конструкцию, заданную как некий объем в солид элементах, в итоговую конструкцию, которая была бы построена уже в балочных элементах, в зависимости от ГУ? Возможные к использованию профили балок задавались бы изначально (а может и их материал, разный).

Share this post


Link to post
Share on other sites


UnPinned posts
AlexKaz
Posted (edited)

del

Edited by AlexKaz

Share this post


Link to post
Share on other sites
ANT0N1DZE
8 минут назад, AlexKaz сказал:

В гугле поиск по слову "Topologу optimization" + требуемый CAD/CAE-пакет

Там из близкого есть только лишь ручное аппроксимирование полученной оптимизированной геометрии балками и последующая проверка. А тут вопрос именно в том, чтобы софт выплевывал уже балочную геометрию, состоящую из заранее заданных видов балок

12 минут назад, AlexKaz сказал:

APDL-скрипт для удаления бесполезных конечных элементов в тестовом кронштейне

ну тоже не то, интересен переход к другим видам элементов, причем еще и без самопересечений конструкции

Share this post


Link to post
Share on other sites
karachun

@ANT0N1DZE После оптимизации геометрия получиться мало подходящей для разбиения на балки. Даже если результат и будет состоять из тонких стержней, то они все равно не будут кривыми и с переменным сечением. Вообще похоже на поиски большой красной кнопки - попытка выкинуть технолога из проекта.

bracket-geometry-topology-optimization.p

Если так подумать - то задача намного шире. Можно пока забыть о оптимизации - есть трехмерная геометрия которую нужно представить в виде балок.

Share this post


Link to post
Share on other sites
soklakov
14 минут назад, ANT0N1DZE сказал:

А тут вопрос именно в том, чтобы софт выплевывал уже балочную геометрию, состоящую из заранее заданных видов балок

а вот представьте... солид конструкция из которой вырезаем... ну, допустим, куб со стороной 1 м. нижняя грань закреплена. в одной из верхних вершин приложена сила. какой результат должна выдать программа?

Share this post


Link to post
Share on other sites
ANT0N1DZE
11 минут назад, karachun сказал:

После оптимизации геометрия получиться мало подходящей для разбиения на балки

Да, в этом и дело

7 минут назад, soklakov сказал:

какой результат должна выдать программа?

Нечто вроде тетраэдра

Share this post


Link to post
Share on other sites
ak762

@karachun  а откуда картинка? явно PR  софта не озаботились что геометрия  проушины что справа красная, после  оптимизации  должна отличаться от синей что слева, а не быть симметричной

Share this post


Link to post
Share on other sites
Борман

Слухи у чудодейственном свойстве топологической оптимизации сильно преувеличены. Я не говорю, что она неправильна или не нужна в реальном проектировании... просто слухи преувеличены.

Share this post


Link to post
Share on other sites
soklakov
1 час назад, ANT0N1DZE сказал:

Нечто вроде тетраэдра

из какого профиля?

Share this post


Link to post
Share on other sites
DrWatson
6 minutes ago, Борман said:

Слухи у чудодейственном свойстве топологической оптимизации сильно преувеличены. Я не говорю, что она неправильна или не нужна в реальном проектировании... просто слухи преувеличены.

Так в принципе можно о чем угодно сказать :)

Лет 10-15 назад уже стало вполне доступным найти и приобрести углепластиковую или стеклопластиковую ткань. Много разговоров было что сейчас у всех будут как минимум карбоновые крышки капотов и багажники. А по факту оказывается что процесс изготовления длительный, сложный, есть куча нюансов и тонкостей. Плюс ровные руки много значат и наличие оборудования.

Топологически оптимизированные детали кстати уже вполне успешно применяются в автомобилестроении. 

Это нормальный процесс, пока с технологией не знакомы близко, полагают на нее какие-то преувеличенные надежды. А с пониманием возможностей и ограничений становится рядовым инструментом.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Борман
6 минут назад, DrWatson сказал:

Это нормальный процесс, пока с технологией не знакомы близко, полагают на нее какие-то преувеличенные надежды. А с пониманием возможностей и ограничений становится рядовым инструментом.

Топологическая оптимизация появилась не вчера, но "рядовым инструментом" так и не стала. Подождем еще лет 10.

Share this post


Link to post
Share on other sites
DrWatson
Just now, Борман said:

Топологическая оптимизация появилась не вчера, но "рядовым инструментом" так и не стала. Подождем еще лет 10.

Ее активно стали развивать в последние пару лет практически во всех CAE софтах. Стала доступнее для инженеров, плюс в производственных компаниях стали появлятся неслабые парки 3-D принтеров, а возможность качественно напечатать сложную деталь это гораздо важнее чем просто получить оптимизированную геометрию ))

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Борман
6 минут назад, DrWatson сказал:

в последние пару лет

Я игрался в нее еще в 2007 году в Altair OptiStruct. Версия 6.0 кажется была. Там как раз в хелпе той версии была задача ТС. Из куска железа вырубить балочный мост.

Share this post


Link to post
Share on other sites
karachun

Такие оптимизированные конструкции получаются не технологичными.

Выигрыш в весе перекрывается затратами на литье, фрезеровку, 3Д печать и на само проектирование. Простую втулку можно запроектировать по справочнику машиностроителя а для топологически оптимизированной нужен целый МКЭшник с мотором рабочей станцией.

Вот и получается что пока это пока оправдано в авиации, ракетостроении и прочих наукоемких сферах.

Плюс ко всему - топологически оптимизированные конструкции плохо работают если нагрузка действует по нерасчетному направлению - по этому направлению материал в первую очередь и удаляется.

The-optimized-node-after-topology-optimi

Share this post


Link to post
Share on other sites
Борман
4 минуты назад, karachun сказал:

Плюс ко всему - топологически оптимизированные конструкции плохо работают если нагрузка действует по нерасчетному направлению

Да. И как это водится, нагрузке абсолютно наплевать, что вы там напроектировали. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
AlexKaz
8 часов назад, ANT0N1DZE сказал:

 оптимизировать начальную конструкцию, заданную как некий объем в солид элементах, в итоговую конструкцию, которая была бы построена уже в балочных элементах, в зависимости от ГУ? Возможные к использованию профили балок задавались бы изначально (а может и их материал, разный).

Может немного не в тему, но есть строительный софт. Например, в WolsinkFramework предлагается немного другой подход. Есть исходная конфигурация системы из узлов и протянутых между ними балок и, например, несколько вариантов нагрузок, или несколько вариантов профилей балок. Затем следует расчёт и юзер смотрит по всем расчётным вариантам оптимальный для себя вариант. Если что-нибудь в конструкции ему не нравится - буквально в несколько кликов можно конструкцию изменить: разбить на доп.балки, сдвинуть узлы и т.п. На мой взгляд, получается сильно быстрее чем в каком-нибудь классическом ансисе или CalculiX. Про прочий не строительный софт (WB, SW) могу сказать, что в них скорее задолбаешься менять конструкцию.

Share this post


Link to post
Share on other sites
soklakov
11 часов назад, Борман сказал:

Я игрался в нее еще в 2007 году в Altair OptiStruct. Версия 6.0 кажется была. Там как раз в хелпе той версии была задача ТС. Из куска железа вырубить балочный мост.

как уже было сказано: взрывной интерес к топологической оптимизации обусловлен насрастающими возможностями 3д-печати. в 2007-м много 3д-принтеров было?

а так-то топологическая оптимизация известна с 80-х, кажется. ничего принципиально не поменялось, только кнопкок больше для разных случаев нагружения и различных технологических ограничений.

Share this post


Link to post
Share on other sites
karachun

@soklakov Не 3Д печатью единой. На форуме была тема, в которой делились опытом производства больших ведущих колес для ремонта экскаватора или чего-то похожего. Там на ЧПУ из пенопласта сделали выплавляемую модель, отлили заготовку и потом на том же ЧПУ расточили посадочное отверстие, шпонпаз и довели геометрию зубьев. Вышло практически без отходов и без мехобработки.

Но там все получилось благодаря ЧПУ, а ЧПУ есть не у всех. Без него все было бы грустно. Или пустить 70% заготовки в стружку или лепить выплавляемую модель вручную.

Edited by karachun

Share this post


Link to post
Share on other sites
soklakov
3 минуты назад, karachun сказал:

Не 3Д печатью единой.

Литье сильно ограниченнее по возможностям. Не думаю, что наличие отдельных успехов создает тренд. Именно доступ к произвольной форме дает дорогу топологической оптимизации в полный рост. А залить можно не всё. Оно и у печати ограничения есть, но именно она все-таки создала тренд, как мне кажется.

Share this post


Link to post
Share on other sites
ANT0N1DZE
14 часов назад, soklakov сказал:

из какого профиля?

Из тех, которые были заданы. Допусти труба и швеллер конкретных размеров

Share this post


Link to post
Share on other sites
soklakov
22 минуты назад, ANT0N1DZE сказал:

Из тех, которые были заданы. Допусти труба и швеллер конкретных размеров

я веду к мысли, что если если у Вас не получается решить однозначно эту задачу, то и программу заставить не получится. Как ей выбирать между швеллером и трубой? Конкретный размер - понятно, нужно выдержать нагрузку. Но как выбрать форму?

А может стоит взять уголок, разные уголки проще сваривать между собой. То есть оперировать не расчетными соображениями.

 

Далее можно перейти к вопросу - нужны ли промежуточные узлы-ячейки в ферме. Как программе решить это?

 

Остается только перебор вариантов и смотреть, какой лучше. Пространство параметров перестает быть континуальным и становится дискретным. Генетические алгоритмы могут помочь сократить число анализируемых вариантов. Этот подход, елси я правильно понял, был описан еще в первом сообщении @AlexKaz . По итогу - такая штука никому не нужна.

Edited by soklakov
дубль

Share this post


Link to post
Share on other sites
ANT0N1DZE
2 часа назад, soklakov сказал:

Как ей выбирать между швеллером и трубой?

Выбрать тот вариант, который выдерживает нагрузку, но при этом меньше по массе. Если подходят одинаково, то после расчета подсветить эти балки например для наглядности

2 часа назад, soklakov сказал:

нужны ли промежуточные узлы-ячейки в ферме. Как программе решить это?

Допустим, если в балке в каком-то месте действует большой момент и она не выдерживает или требует заменить ее сечение на балку с большим моментом инерции, то в этом месте можно сделать узел и подпереть другой балкой

Share this post


Link to post
Share on other sites
soklakov
5 минут назад, ANT0N1DZE сказал:

Выбрать тот вариант, который выдерживает нагрузку, но при этом меньше по массе. Если подходят одинаково, то после расчета подсветить эти балки например для наглядности

это ж ферма. балки в основном растянуты-сжаты. все решает площадь сечения, а не его форма.

6 минут назад, ANT0N1DZE сказал:

Допустим, если в балке в каком-то месте действует большой момент и она не выдерживает или требует заменить ее сечение на балку с большим моментом инерции, то в этом месте можно сделать узел и подпереть другой балкой

вернемся к задаче с кубом. как применить эти рассуждения к ней? а ведь проще задачу сложно придумать.

Share this post


Link to post
Share on other sites
ANT0N1DZE
12 минут назад, soklakov сказал:

вернемся к задаче с кубом. как применить эти рассуждения к ней? а ведь проще задачу сложно придумать.

Самое простое решение - вертикальная балка, если разрешены заделки на основании

Share this post


Link to post
Share on other sites
frei
17 часов назад, DrWatson сказал:

Ее активно стали развивать в последние пару лет практически во всех CAE софтах. Стала доступнее для инженеров, плюс в производственных компаниях стали появлятся неслабые парки 3-D принтеров, а возможность качественно напечатать сложную деталь это гораздо важнее чем просто получить оптимизированную геометрию ))

 

В  2013 году на площадке grabcad General Electric провела конкурс на оптимизированную конструкцию кронштейна, допускалась 3Д печать так же

Спойлер

medium.png?1370628479

https://grabcad.com/challenges/ge-jet-engine-bracket-challenge

призы были норм

Спойлер

Prizes

Phase I: $1,000 for each of the TOP 10 entries
Phase II: Additional awards for TOP 8 entries from a total prize pool of $20,000 as shown below.
PHASE I, 1-10th Prize

$1,000 cash each

PHASE II, 1st Prize

$7,000 cash

PHASE II, 2nd Prize

$5,000 cash

PHASE II, 3rd Prize

$3,000 cash

PHASE II, 4-8th Prize

$1,000 cash each

 

более 600 работ прислали,

https://grabcad.com/challenges/ge-jet-engine-bracket-challenge/entries

в том числе и с топологической оптимизацией, например

https://grabcad.com/library/ge-jet-engine-bracket-challenge-25

ну и в целом мысль прогресса летела высоко и далеко

https://grabcad.com/library/tag/generalelectric

однако победил...

Спойлер

Мораль сей басни такова-нужно что-то по сильнее обычных машинных алгоритмов.

Edited by frei
  • Нравится 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
ANT0N1DZE

@frei Да это уже все видели, наверное. Тут речь несколько о другом

Share this post


Link to post
Share on other sites
soklakov
1 час назад, ANT0N1DZE сказал:

Самое простое решение - вертикальная балка, если разрешены заделки на основании

отлично)

является ли оно оптимальным, а не только простым? тетраэдр, который Вы предлагали в начале, наверняка эффективней по массе, чем консольная балка.

более того, обычная топологическая оптимизация примерно его и нарисует.

но вот потенциальная софтина, которая сразу в балках ищет ответ... непонятно, как она должна думать.

это, безусловно не значит, что когда-нибудь кто-нибудь чего-нибудь не придумает. доказать, что придумать ничего невозможно сложнее, чем придумать)

пока совершенно неясно как должна работать такая программа.

 

 варианты, которые могут сработать, уже были озвучены:

- перебирать дискретные варианты конструкции.

- писать программу, которая превращает в балки результат обычного топоопта.

 

но это ведь не то?

Share this post


Link to post
Share on other sites
ANT0N1DZE
18 часов назад, soklakov сказал:

- писать программу, которая превращает в балки результат обычного топоопта.

Это, думаю, как первый шаг уже неплохо, правда тут не решен вариант с шарнирами. Возможно нужен будет второй "прогон" оптимизированной геометрии под балки

18 часов назад, soklakov сказал:

является ли оно оптимальным, а не только простым?

В зависимости от нагрузки, так-то там еще устойчивость возможно надо считать (вертикальный сжатый стержень)

 

Но в целом я понял, что ничего подобного пока не придумано

Share this post


Link to post
Share on other sites
DrWatson
6 hours ago, ANT0N1DZE said:

Это, думаю, как первый шаг уже неплохо, правда тут не решен вариант с шарнирами. Возможно нужен будет второй "прогон" оптимизированной геометрии под балки

В зависимости от нагрузки, так-то там еще устойчивость возможно надо считать (вертикальный сжатый стержень)

 

Но в целом я понял, что ничего подобного пока не придумано

А применительно к чему вообще нужна такая оптимизация? Хотя бы пример конструкции если имеется, покажете?

Share this post


Link to post
Share on other sites
ANT0N1DZE
14 минут назад, DrWatson сказал:

Хотя бы пример конструкции если имеется, покажете?

Мост например, или нечто такое https://ru.dreamstime.com/старая-рлс-сопровождения-параболистическое-antena-image127694576

Share this post


Link to post
Share on other sites
frei
55 минут назад, ANT0N1DZE сказал:

нечто

Isotruss

Share this post


Link to post
Share on other sites
Graf Kim
В 25.03.2020 в 23:03, Борман сказал:

Топологическая оптимизация появилась не вчера, но "рядовым инструментом" так и не стала. Подождем еще лет 10.

Интересно, что никто не прооппонировал. Что, никто не применяет на регулярной основе?

Share this post


Link to post
Share on other sites
DrWatson
59 minutes ago, Graf Kim said:

Интересно, что никто не прооппонировал. Что, никто не применяет на регулярной основе?

По слухам, некоторые европейские концерны полным ходом используют детали, которые полученные топологической оптимизацией. Но тут все дело упирается в наличие 3-D принтеров, чтобы их печатать. Думаю, что инженеров, реально применяющих топологическую оптимизацию от концепта до готового изделия, нужно искать на иностранных рессурсах.

А ты применяешь? если да, расскажи пожалуйста )))

Share this post


Link to post
Share on other sites
Graf Kim

Применяем, да. По достаточно твердолобой методике: оптимизация с производственными ограничениями - концепт - доработка - проработка - проверка. Примерно полтора года пытаемся такое внедрить, первые результаты вот сейчас добрались до стадии технологической проработки.

Пока ещё процесс не слишком совершенный, но работает. Хорошо подходит к технологиям с разнимаемыми формами - литьё, объёмная штамповка... Проектировать чисто под печать - это пока, всё-таки, баловство.

  • Нравится 2

Share this post


Link to post
Share on other sites
ANT0N1DZE
В 28.03.2020 в 12:03, Graf Kim сказал:

результаты вот сейчас

Можете показать?

Не по теме, но тем не менее

Share this post


Link to post
Share on other sites
Graf Kim
В 31.03.2020 в 01:19, ANT0N1DZE сказал:

Можете показать?

Не по теме, но тем не менее

Если только официально протащу на какую-нибудь конференцию с разрешением от нашей СБ. Иначе обещают всяческие кары.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



  • Сообщения

    • Di-mann
      На лоха и зверь бежит. А ведь я говорил. Никто не будет проверять эффективность. Одного УФ-светодиода будет достаточно, чтобы это продавалось.
    • Neuvic
    • scratchj
      Здравствуйте. Подскажите пожалуйста по такому вопросу. При попытке запустить макрос ТТ, для заполнения технических требований, выскакивает окно с ошибкой "Run -time error '5'  Invalid procedure call or argument"  При нажатии кнопки Debug, в окне отладки Visual Basic в логе запуска желтым цветом выделено AppActivate MyAppId Потерянных библиотек нет, шаблоны и месторасположения макросов прописаны. При этом без нареканий работают RecordDimM и SpecEditor.    Макросы скачаны с этого сайта, Solidworks 2018, Windows 10. На рабочем компьютере с Win 7 все работает и ТТ в том числе. 
    • sadam
      Спасибо. У меня немного другой набор параметров. Пощелкал все, однако, все равно выбор скрытой кромки работает...
    • tulibay
      Простите, ошибочка!
    • brigval
      Ошибочное мнение. В больших организациях изменения в "Экземпляр конструктора" поручают вносить авторам ИИ. Что бы другие подразделения могли продолжать работу уже с учетом сделанных изменений. Не дожидаясь внесения изменений в архиве.
    • leo jackson
      На входе 25 мм, это реально сейчас так и изменить не могу - стоит винтовой компрессор, который поддерживает в системе всегда 8-10 атм. И разводка по цехам уже сделана. Так что без вариантов. Посмотрел на один станок - там примерно такая схема, как на картинке. Только еще шаровый кран на входе стоит для уменьшения давления. Выходы там - 8 мм, у меня на входе инжекторов (потребителей) 10 мм. И там 12 выходов, у меня 16. Нигде сужений нет - стоят обычные фитинги от Camozzi По симуляции получается, что будет неравномерный поток во все выходы. Дуть конечно не постоянно нужно. Вообще, по техпроцессу нужно в один момент жахнуть сразу во все 16 выходов, подержать набор воздуха 5-7 сек и отключить. Тот первоначальный коллектор, который я показывал - он и по симуляции и в реальности хорошо дует в 3 выхода, и плохо (т.е. маленький поток воздуха) во все остальные. В варианте, что на картинке - такая же история. Хота я повторил конструкцию рабочего коллектора.
    • sadam
      Дошли руки проверить... Не то меню?
    • lexx174
      STD_Item я написал от фонаря, для примера. В BMIDE не существует никаких предустановленных типов для стандартных изделий. Их создают администраторы сами, какой тип у вас - вы должны знать сами. Причем не отображаемое имя, а реальное. В моем пример STD_Item это реальное имя типа Item   Про организацию настроек NX можно почитать в этой книге   Администрирование NX http://media.plm.automation.siemens.com/ru_ru/nx/book/chapter-9.pdf   стр.490 (шаблоны)   там же описаны базовые вещи по настройкам
    • fenics555
      Тиски, параллельки, прижимы, патроны... - всё это лучше заусунуть в библиотеку.  Там всё можно организовать по папочкам и как надо.
×
×
  • Create New...