2015年8月18日 星期二

用品質,不只做為競爭力要素,更是藍海策略重要指標

台灣什麼都可以做;但是就關鍵的元件,被層層障礙擋住。舉例而言,一台筆電什麼都是MIT,就是CPU就得要用INTELINTEL只做那麼幾平方英吋的零件,打遍全世界。並不是台積電做不出來,只是專利都在別人手上。

若台灣要有自己的工業,引擎及馬達這種動力來源是不可或缺關鍵元件。引擎及馬達是動力源的核心技術,凡是能量要轉換成機械能,就非得靠它不可。這種東西被發展了一百年,沒什了不起的專利障礙。台灣製造商都可以做,沒有技術能力的問題。不需要內需市場,因為全世界都需要它。

有這麼好的條件,但台灣真正有這項機械的關鍵元件產業了嗎?未來,要與落後國家,還是量產型國家製造者做紅海削價競爭?還是提昇品質做出品牌價值?個人認為:關鍵就在組裝品質,能否放到全世界與其它人進行比較。

最近,我們完成了引擎汽門運作公差分析。

我想這應該是台灣第一次完成這樣的分析(所以台灣這個產業過去還不能放在全世界做競爭),所以在這裡記錄一下。或許,您想要進行這樣的研究,可以互相討論一下。

說到要畫一顆引擎,應該都做得到;要加工出一個汽門,也沒有什麼太大的問題。不過,要將幾百個零件組合起來,瞭解組裝後的公差。這可是一大工程啊~~但是老天爺不會這麼就輕易放過工程師。如果,動力軸轉動360度,若想瞭解機構末端的汽門作動位移的變異,那麼應該如何設定?


幸好我們有3DCS,可以輕易的達成。先看一下這個影片:

這分析跟一般運動分析軟體做出來的結果有什麼不一樣的地方?

我們量測汽門受凸輪推動在運動方向之位移量,並同時考量因為組裝所造成的公差。這些物理量包含:
1.汽閥中心位置於運動方向的位移值。
2.因公差組裝所造成的上/下限值。
3.系統在凸輪每一度產生一個旋轉,每個角度產生2000組零件,將上述結果組裝後,呈現一個分佈圖。
這樣的分析,就可以讓設計者得知:在每一個角度,汽門因組裝產生的變異。
但結果不僅止如此:我們可由分析中,得到敏感度分析。
敏感度的用意是:我們瞭解其中哪一個零件,或特定尺寸,需要做更動,可以容易得到改善的目標。

另外,在設計階段,就可評估良率,得知設計是否合理,並進行改善。下圖為特定角度的良率分佈圖。

以上改善過程,是在設計皆段達成,都不需要有實際量產及量測的過程,就可以輕鬆達成品質改善的目標。

全世界的品質競爭是嚴酷的。即使是對岸量產型的國家,都可以瞭解到品質提昇的重要性,成立了中國尺寸工程年會,他們將尺寸工程品質當做一回事以全國性組織進行相關品質概念。

台灣設計製造者,您要沈睡到什麼時候?



2015年8月12日 星期三

LS-DYNA計算時Memory的運用

現在的電腦動不動就是8G以上,像我們公司裡頭,除了筆電,動不動就16G"起跳"。上次LSTC的一位資深技術人員來我們公司參訪。拿了一個1500萬個元素的模型來試跑,竟然跑得動~~我們的工作站,實在讓我為之動容~~所以很多使用者可能會一次就下了一個很滿足的記憶體設定--->且慢,先看完一下我們的說明:

LS-DYNA Program Manager計算時,有一個關於記憶體設定的地方:
由於早期的模型不大,設定大多是以bytes為單位,所以,記得您需要100M,記得要打上100m。

但留意一下,由於一般在PC工作站是Share Memory Parallel,並不代表您只要了100m,是4個Core各要了100m。 這個數字也沒有什麼大不了,現在記憶體夠多了,可以多要些。

以我個人的經驗,150萬網格,在正常狀況下,四個core計算,設定800m是很夠用的。(Explicit Method, 使用INTEL Xeon V3, DDR3 RAM的工作站);理論上,若您網格沒有那麼多,設太多也是佔資源。

不過,當您發現使用R7.0.0有以下狀況(Stack Overflow):

建議您可以進行版本更新,新版本對於記憶體配置,有進一步的改善。

版本下載(R7.1.2)

若您是維護的鑫威資訊客人,我們可以為您的模型測試一下。這也是為什麼找我們維護的重要原因之一囉。

對了,若是比較有冒險精神的,我建議可以到R8.0,因為最近冒險後的感覺還不錯,下次再分享。

本篇文章將會持續追踪相關問題,若有問題可以至本公司網站寫信來持續聯絡。我們會保持更新訊息。


LS-DYNA內用於靜態分析的高階四面體元素

四面體元素雖然在前處理很容易生成,但由於先天的數值分析理論影響,在結構分析上一直被CAE使用者認定在剛性上太過硬了,以致於分析位移量會比較小,分析起來不精確 ~~

如果你是LS-DYNA使用者,快忘掉其它系統元素的問題,將這種殘念從您腦袋中移除吧!!

這一篇文章,您一定要看

靜態分析,高階元素一直有優勢存在。 當然,LS-DYNA也提供了不同的元素方法。 MarcABAQUS其它系統有的高階元素LS-DYNA裡頭也是一樣。

從文獻上來說(如下圖),以傳統一階元素來說(TET #4),在反作用力上的確比較大一些,符合一般四面體元素比較"硬"的想法。但換作高階元素,TETRA 10 nodes為例:使用高階元素(TET #16 or #17)比起傳統一階(TET #10)有著顯著良好收斂及精準度。


不過LSTC厲害的地方不只如此;LS-DYNA開發了一階(1 point nodal pressure tetrahedron, TET #13),在靜態分析上有著十分優異的結果。注意一下,是一階的元素,就同樣有好的效果。


因此,若是曾用過其它軟體的使用者,想要依著過去認為較理想的方式,就依照過去的方法進行。若願意使用LS-DYNA所提供的特別一階修正元素,相信也會有相同的效果。

2015年8月6日 星期四

LS-DYNA內的線性元素變成高階元素的方式

線性四面體網格(以下就用tet4)是由四個節點及四個面組成,一直是自動產生網格的最好類型。在數學上可以很容易地就描述它的空間位置,所以被廣泛用於CAE上。但是很不幸地,受限於數值理論的關係,除了在流場及熱傳分析上不受影響,它在的結構分析的表現上不怎麼樣。有興趣的朋友,可以參考(http://www.colorado.edu/engineering/CAS/courses.d/AFEM.d/AFEM.Ch09.d/AFEM.Ch09.pdf)這篇文章,我就不多說了。因此,

萬一模型一開始長出來就是四面體網格,那不是糗呆了嗎?難道要重新長Mesh嗎?

這LSTC早就幫您想好了,幾個方式來解決這個問題。(依照布萊恩的個性,一定寫在後面的方式比較好....)

方法一:用前處理來解決


很多前處理的軟體都可以來解決。不論是ETA/PreSys或是LS-PrePost都可以處理類似的問題。LS-PrePost放的地方較特別,可以參考下圖,是以Shell Element為例,實體就請點選solid
另外,在PreSys也有類似的功能。

一般Tet4的網格格式如下,因為只有四個節點,所以第5個節點後面的數字是相同的:

改成了Tet10,格式就有10個節點了.


方法二:用前處理來解決

第二種方法完全不需要進行任何前處理的動作。

一般keywords會產生*element_shell或是*element_solid

找到keyword後,在後面加上幾個字變成*element_shell_shl4_to_shl8


TetraElement(四面體)則變成*element_solid_tet4totet10




程式計算時自動幫您處理,就不用花時間在前處理之間轉來轉去。這方法不錯吧!