2021年3月2日 星期二

乘長風破萬里浪-看LS-DYNA在船舶設計應用-2

從新聞事件,來看LS-DYNA在船舶設計可以應用的範圍有哪些呢? 

前"船"之鍳~潛艦碰撞所造成結構破壞風險評估

前些日子看到一則新聞:日本蒼龍號潛艦在上浮時撞到了一艘商船,聽說那台商船一點都沒有感覺,可是感覺蒼龍號傷不輕啊~~還好,除了舵面,艦橋設備及蒙皮損傷,看來結構是完整的,算是不幸中的大幸。

蒼龍潛艦相關新聞

很久之前的有一天不小心在網路上看到有人發表論文:在海洋強權日不落帝國-英國,用了LS-DYNA做了一個小研究:

他就是用一顆球在水裡,使用LS-DYNA/ICFD功能讓它上浮,撞到一個板子,研究一下這兩個相互撞擊的力量,及可能的狀況,並用實驗證明這個方法的可行性。

當初這篇文章發表出來,大家會覺得這種小事幹嗎拿來做分析?只有像我們這種嚴重的CAE職業病,一看就知道這個是用在潛艦或戰略性船艦上。

不妨瞭解一下國外研究問題的方法:簡化模型。先找到方法論,再將模型複雜化。至少簡單模型也可以發論文。



海岸巡防艦碰撞分析

看了一些新聞評論,很多評論者對於沱江艦的意見,不外乎來自於"船體結構"~~
1. 船體結構是否耐於海巡作業經常性遇到的"船體碰撞"(Collision)
2. 船體結構的抗浪性及適航性...簡單來說風浪大一點,是否承受得住。
這真的是好問題!大家評論沱江艦的鋁結構比一般鐵殼船鋼結構可能較弱,質疑在碰撞時無法經得起衝擊;從材料單一特質來評論,可能是如此。
新聞評論基本上可以用"想當然爾"一語帶過.不過不妨學習一下實事求是的精神。這種精神的表現就是用電腦輔助分析來驗証。
的確,鋁合金的強度(用工程的話語叫做楊氏系數)的確比鋼還低,但透過結構設計補強仍可提高。達成"質輕剛性夠"的目標。不過,沒有數字都是空想,這時就得用模擬來驗証一下,減少浪費錢的實驗,並得到有效的數字。

我們來看一下陸上跑的車子怎麼處理這個問題。

Ford F150是個熱銷的汽車;為了輕量化發表了鋁合金車體。在2015年全世界對工程師最沒人性的IIHS測試中,果然是逃不出魔咒,鋁合比較弱。所以您說鋁合金結構比較弱,我不能說您錯。
但在2019年的IIHS評比中,用了複合式材料(使用不同材料,不一定是指單種材料)車體,得到的結果,比純用鋼材的車體,甚至有過之而不及。請看一下下方連結,嚇死人了!?竟然比市售的傳統車體安全性評比還更不錯!
我們參加LS-DYNA研討論的經歷:Ford的確在這部份用了一些心思在做模擬研究,有用到LS-DYNA。
若以車體結構實際碰撞結果來說,使用複合性材料強化鋁船體結構強度,會是一個合理的方向。
我們這只是推論,能否用在船體結構上,還是要靠設計師的巧思及電腦輔助分析的驗証。
我們想告訴大家的是:船體強度夠不夠,不能單從材料下斷論,目前可以使用複合材料配合鋁結構來解決這樣的問題,這是一個世界趨勢方向。值得船舶設計者考量。
LS-DYNA可以透過模擬的方式協助設計者評估這樣的改變是否有用。



2021年2月17日 星期三

如用正確地使用電腦輔助分析-1

 

20年了,CAE進步了多少?

今年是老編入行20年囉~回首看20年,CAE界真的進展很多!

20年前100 M Hz的時脈就已經很快了, 4M的記憶體就很猛啦!現在動不動就3G以上,記憶體就是32G起跳,計算的速度快多了!


但是,使用者增加量有真的比較多嗎?

個人觀察是:有增加一些,但其實不多。為什麼?我一直反覆地問自己.


由於接下來我們要代理ANSYS系列產品,看了一份內部報告:

  1. 36%的工程師覺得學CAE很難

  2. 34%的工程師覺得計算太慢,太久得到答案

  3. 97%的工程師都同意CAE可以有效地幫助工程師解決問題



軟硬體都進步了很多,但使用者並沒有增加很多

這是一個很矛盾的結果,大家都覺得很有幫助,但是,很多工程師覺得: 這是一個很困難的任務,很少人要去用它,所以,最後就有人覺得幫助也不大。

 

就像是伊索寓言裡的故事--老鼠開會: 老鼠為了解決他們的敵人一起開會商討對策,紛紛發表了各自不同的觀點。最後,一隻小老鼠站出來,說他想到了一個好主意:"我們可以把一個鈴鐺綁到貓的脖子上,那樣的話,它一旦走近,我們聽到鈴聲就可以馬上逃跑。"。老鼠們都贊同這個提議,然而一隻聰明的年長老鼠站出來說:「這個想法的確不錯,但是誰去把鈴鐺綁到貓脖子上呢?」老鼠們面面相覷,沒有誰敢啃聲了。


大家都覺得不錯的好方法,沒有人去執行,或是執行方法不務實,等於這個不是好點子~


原文網址:https://kknews.cc/education/ye68grb.html



問題出現在什麼地方?

首先,使用電腦輔助分析的觀念,就不太對了。


但是最近跟一些朋友聊了一下,我們發現很多人對於這樣的使用電腦輔助分析的概念,還是停留在過去的想法。

我常看到以下幾種類型:

  • 使用CAE,是在CAD出圖之後,並且在模具開出來之前,我們可以使用電腦輔助分析來了解產品的效能。即時做設計變更,符合產品設計目標。這樣就可以減少模具修改的時間。

  • 在開模之前使用電腦輔助分析來確定設計目標,是否可以達到顧客的規格,確定以後,用來減少模具修復的時間。所以完成CAD設計圖之後,趕快做電腦補助分析。

  • 一天到晚都想著要將實驗的結果與電腦輔助分析的結果做比對。 因為你沒有實驗與分析的比對結果,你會覺得不放心或是對於分析結果沒有信心。

我輔導過很多大型企業使用CAE,就直接告訴你我的心得與結論:如果你有這樣的想法,站在我的角度我不會說你錯了,但我會告訴你:你的觀念沒有辦法加快你的設計流程。


用的時機點不對,會讓你覺得:做電腦輔助分析是一件痛苦又浪費時間的方法。


那麼什麼時候才是對的時間點?接下去會與您分享。

2020年12月30日 星期三

鑫威資訊的感謝與新年祝福

 除了感謝還是感謝!

在過去的2020年,對每一位朋友,相信都是一個不一樣的年. 這是一個充滿挑戰,艱辛,冒險甚至可以說是不好過的一個年.

鑫威資訊也是一樣的,我們經歷了許多外在環境困難:例如:新冠病毒所造成的影響,它不只影響了我們在業務上的推廣,也影響了客戶端事業上表現,推擠到研發的預算。 還好台灣大家的共同努力,我們的社會環境得以平安,將衝擊減到最小。很幸運地,我們在業績上還可以有顯著的成長。


這些通通都是因為鑫威資訊的朋友們共同支持! 除了感謝還是感謝!

謝謝老朋友的支持新朋友的加入 

 我們的客戶在市場上通通都是在特殊領域或是學術上赫赫有名地佔有一席之地。客戶使用電腦輔助分析最大的挑戰在於:如何學習一個新的系統以駕馭各式各樣的設計問題。站在我們的角色,做為客戶在前導期的教練是最重要的。

有些客戶在過去就使用了類似的電腦輔助分析系統,不過,在沒有適當的教練合作之下,無法發揮適切的功能。但經過與鑫威資訊相互配合 ,現在我們成為了這些客戶的長久合作夥伴:例如緯創資通,仁寶電腦,浪潮集團,神雲科技,中山科學研究院.....(太多了,萬一我沒有提及您們,真是不好意思~~) 

有些老朋友因為公司今年營運受衝擊的影響無法持續對鑫威的支持,沒有關係;市場就是有起有落,實在不能盡如人意,但是希望有一天能再起,記得老朋友還在這裡!

今年我們有一些新的客戶,他們過去再設計的流程當中,是從未使用電腦輔助分析,更特別的是:就算有使用的經驗,客戶過去也未必熟悉我們所推薦的系統。像是台灣國際航電(Garmin), 新金寶(NewKinpo),緯穎,群創,國防大學,台灣科技大學,台灣大學....(相同地,萬一我沒有提及您們,真是不好意思~~) 。謝謝你們相信我們的理念及技術,希望我們的服務可以讓你們如虎添翼!

好山好水好訓練環境~


鑫威資訊搬到宜蘭科學園區也進入了第四個年頭.在過去的時間裡,很多人對於我們從台北搬到宜蘭科學園區感到疑惑,甚至成為了市場競爭的攻訐理由。我們沒有因為這些不理性的攻擊而放棄我們的理想。新冠病毒發生之前2年,我們理解自己在地域上的特殊性,發展了線上課程平台,做為客戶服務的重點項目;這些準備在今年發揮了很多功能及作用。

我們的理念"Think Ahead”從公司成立至今一直未變,自從新冠病毒發生之後,我們終於理解"Think Ahead”還有另外一層意義:那就是衞福部部長陳時中所提到的:超前部署!

在新的環境中我們的仍然建立了 教育訓練環境,透過宜蘭好山好水好環境的條件之下,相信在新冠病毒的影響逐漸減少之下,客戶可以有好的環境進行教育訓練。

2021年我們一同繼續向前行!

我們的"Think Ahead”理念仍然持續不變! 在2021年起我們加入了ANSYS的Channel Partner, 接下來我們會陸續地推出相關新系統的介紹。為各位介紹目前在電腦輔助分析系統新穎開發趨勢。同時強化我們的技術支援/客戶服務的人力,協助客戶在多變的設計環境之中--使用CAE分析--超前部署地面在設計上面臨各種挑戰!



2020年12月25日 星期五

令人訝異的ANSYS/Discovery-1

 2021年起,鑫威資訊開始推廣ANSYS系列的系統

長時間以來,我們對LS-DYNA的推廣不遺餘力;由於各位的支持,我們在2021年開始,除了LS-DYNA之外,也加入了ANSYS銷售夥伴的行列。所以我們也開始研究及了解ANSYS相關的產品。

因為ANSYS/Discovery,現在用CAE已經沒有退縮的理由了!

我們發現在這個市場當中,很多機構工程師因為CAE軟體的使用難度我感到有點退縮;我們在ANSYS的產品相當中,發現了自2000年開始, ANSYS推出了新世代的分析系統—Discovery


有別於以往的方式,這樣產品使用的方式法相當簡單。  Discovery整合了即時物理模擬、準確的高精度模擬和互動式幾何結構建模,結合到非常易於使用的介面中的模擬工具。透過即時、快速的反覆運算設計探索,讓更多工程師能夠探索更大的設計空間,並在產品設計流程早期階段快速解答關鍵的設計問題。


其實我們用過了很多不同的系統,Discovery真的讓一個從事電腦輔助分析超過20年的工程師,感到十分的訝異!

目前Discovery可以進行:

  • 結構分析
  • 流場分析




  • 熱流分析


它涵蓋了機械工程師在平常的工作可能面臨的基本問題。


讓人訝異的第一個要點:


他可以在單一的環境之下,進行多種分析的能力!

 

我們最近會將我們使用的一連串體驗,第一時間與各位分享。若您們也有興趣,記得可以連結到我們的Facebook參與討論!

先看一下原廠怎麼說:








2020年12月23日 星期三

快速地在PTC Creo環境建立三維尺寸公差穩健設計與分析

 先瞭解一下: 什麼是三維尺寸公差穩健設計

在設計幾何形狀況,同時間考量組裝方法流程及尺寸公差變異的手法,我們稱之為三維尺寸公差穩健設計。
分成2個部份說明:在設計時就考慮到組裝方法,我們稱稱為DFA(Design for Assembly)。整合了後段的製造公差,讓製造及量產更為穩定。這過程結合了六標準差設計。
聽起來很神,其實也不難:首先要有一個在背後最重要的概念就是尺寸變異分析(dimensional variation analysis); 簡單來說在設計時要考慮尺寸是有變異,不是CAD上畫了一個尺寸,就是固定的數字,透過這樣的概念在進行設計;講得很簡單,但很少公司能辦得到。但要怎麼做?
在工具上您需要3DCS來達成。就是透過3D CAD模型進行組裝的模擬,用於預測零件公差和組裝順序所導致的變化量。更進一步,使用尺寸變異分析模擬有助於確定導致該變化的關鍵因素(CTF,critical to function)。

現在進行這樣的分析方法更為便利了!

3DCS現在提供了不同CAD使用者一些整合環境,您進行分析時就在原有CAD的環境下進行。
目前可支援的界面有:
  • PTC Creo
  • SolidWorks
  • CATIA
  • NX
  • Multi-CAD: 若您都不是上述環境的使用者,您可以使它,還可以省下佔用CAD的license.
今天以CREO為例,3DCS for CREO通過CAD環境來模擬零件和過程的變化,以了解您產品的品質。可以將製程能力指數,如Cp,Cpk等各種指標,代入CAD的環境,經過3DCS 蒙地卡羅法計算超出規格的估計百分比,變化範圍等等。這些分析使您對產品出現故障的風險以及導致問題根源的變化原因有所了解。

先來看一下它的操作環境如何:(點擊圖片可連結Youtube影片)




2020年7月20日 星期一

ANSA前處理 ▏Extend功能不只有將面延伸,也可以將網格延伸!




在之前的『ANSA前處理 ▏不用重畫!!用ANSA投影功能達成目的!』文章內,
有用到Structured mesh中的Extend功能,
將實體網格向下延伸,這次也是使用
Extend功能,

但是運用不同的方式做延伸!









2020年6月7日 星期日

預防土石流降低災害,運用LS-DYNA-DEM土石滑落分析


挪威阿爾塔鎮近郊海岸發生嚴重土石流(視頻截圖)                                   
                             *挪威阿爾塔鎮近郊海岸發生嚴重土石流(視頻截圖)

前幾天小編看新聞時看到挪威土石流的災情😱,所幸這起天災並未造成人員傷亡,
這時小編想起老編曾經做過『LS-DYNA DEM應用於土石滑落分析』土石流相關影片,
小編🙋帶大家看看老編早在2016年製作的DEM應用-土石滑落分析



2020年4月22日 星期三

LS-DYNA ▏元素物理量輸出的範圍及積分點選取

如何擷取全域SHELL積分點應力值, 目前只能點選一個網格讀取其積分點應力值, 無法用框選的方式?

LS-DYNA ▏如何使用interface看是否有接觸發生

在LS-DYNA 執行時,在執行時使用S=iff (interface force,名字使用者可以指定)
則LS-DYNA會輸出一個interface force 的檔案.

2020年4月20日 星期一

LS-DYNA ▏使用MPP時如何進行PFILE設定



PFILE可以包含MPP很多特別的功能。目前在keyword裡也增加了一些MPP的功能,不過PFILE的優先權較高。
pfile包含了四大部份:directory,decomposition,contact,general常用的功能會在下方分別敍述。