Page content

article content

Generative design met shape optimization

Gemiddelde leestijd: 2,5 minuten 

Sinds het tekenen met de computer gaan de veranderingen hard. Computer Aided Design (CAD) is inmiddels niet meer weg te denken bij het ontwerpen van een product. Je kunt nu gemakkelijk een vorm optimaliseren door de sterkte en stijfheid te berekenen met de shape generator in Inventor en shape optimization in Fusion 360. Een methode om dit te doen is Eindige Elementen Methode (EEM). In het Engels: Finite Element Method (FEM).

Eindige elementen methode

Sterkteberekeningen worden vaak gemaakt op basis van de EEM. Je kunt een sterkteberekening in verschillende rekenpakketten maken. Dit zijn vaak dure pakketten en er is veel specifieke en specialistische kennis nodig om hiermee te kunnen werken. Wil je bijvoorbeeld een sterkteberekening maken van een Inventor model? Dan moet je het model exporteren naar een ander pakket. Het is veel eenvoudiger om de berekening direct in Inventor te maken.

Shape Generator en shape optimization

Vanaf Inventor 2016 is de functie shape generator beschikbaar. Hiermee optimaliseer je 3D-modellen. Hetzelfde kun je doen in Fusion 360 met de functie shape optimization. Naast het berekenen van de sterkte op basis van de EEM, is het mogelijk te optimaliseren op gewicht en stijfheid. Hierbij berekent de computer welk materiaal weggehaald kan worden om de maximale stijfheid en streefgewicht te bereiken.

Een voorbeeld van een workflow is:

  • Inventor model maken;
  • Model vereenvoudigen;
  • Exporteren naar een ander bestandsformaat, zoals STEP;
  • Importeren van het model in een rekenpakket;
  • Alle randvoorwaarden definiëren, zoals: materiaal, inklemmingen, krachten en momenten;
  • Mesh laten berekenen;
  • Simulatie laten berekenen;
  • Resultaten bekijken en beoordelen;
  • Welk materiaal kan ik weghalen om toch de gewenste sterkte en stijfheid te behouden?
  • Is de uitkomst niet naar wens? Pas dan het model aan;
  • Je doorloopt dan weer de hele cyclus.

Deze workflow kost veel tijd en kan sneller, maar vooral ook eenvoudiger. Let er wel op dat de berekening bij een fine mesh lang kan duren. Ik adviseer je om deze berekeningen te maken met cloud computing in Fusion 360. Volgens Autodesk is dit ongeveer dertig keer sneller dan met Inventor op een lokale computer.

Demo Gripper Arm

Natuurlijk probeerde ik dit zelf ook uit. Ik heb zelf een EEM analyse simulatie van een gripper arm gemaakt en deel graag de verschillende resultaten met jullie. Hiervoor maakte ik vier analyses met de volgende randvoorwaarden: twee draaipunten als fixatiepunten, een kracht van 500 N op de gripper arm en een gewichtsreductie van 70%.

Rekenmodel met uitgangspunten

Draft Mesh

Draft parabolic Mesh

Mesh: 1 mm.

Mesh: 0,5 mm.

Bekijk het eindresultaat in deze video.

Conclusie

De resultaten van de oplossingen zijn afhankelijk van de grootte van de mesh. Hoe fijner de mesh, hoe nauwkeuriger de oplossingen. Let er goed op, dat de tijd om een fijne mesh door te rekenen veel langer is dan een grove mesh. Ik adviseer je om berekeningen in de cloud te doen. Dit kost veel minder tijd dan een berekening op een lokale desktop. Daarnaast kun je in de cloud meerdere analyses tegelijkertijd laten uitvoeren. Ondertussen kun je gewoon verder gaan met je andere werkzaamheden in Fusion 360 of Inventor.

Tot slot

Ben je benieuwd naar meer mogelijkheden van EEM analyses in Inventor of Fusion 360? Of wil je hier zelf mee aan de slag? Laat je door ons inspireren! Wij bieden ook diverse trainingen zodat jij zelf aan de slag kunt! Vragen? Neem gerust contact met ons op of laat een bericht achter in de reacties.

Comment Section

0 reacties op “Generative design met shape optimization

Plaats een reactie


*


This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.