2017年4月19日 星期三

加速CAE網格化的關鍵方法

Time to CAE

進行CAE分析,過去最令人傷腦筋的是網格。很多人的經驗是,網格的時間可能佔了整個分析的時間70%以上。如何有效的加快效率,一直是進行電腦輔助分析者的重要課題。

花了錢,問題仍沒解決

但相信您也發現,即使用了百萬元等級的CAE,您的工作效率仍然沒有很快速的提昇,原因是:還是得花時間去修復CAD。這是一項不可否認的事實:CAE前處網格功能可以很好,但是CAD不好,還是得花很多時間修復。

流程及方法才是網格化加速關鍵

我們經常要接受顧客的挑戰也就是人家常說的Benchmark,客人都很疑惑:為什麼我們做的就是沒問題,他們自己做都是問題?
因為我們是專業,有專業的流程及方法。只是跟顧客說了,我們好像一直要推薦什麼產品。但是,真的是好東西才要跟你說。
就像做菜一樣,沒有好的食材,只能花更多的手法及調味料來處理CAE的源頭就是CADCAD品質不好,後面就很花時間。但是大多的使用者都忘了它,就是認為高單價的。CAE網格生成系統,就可以解決。這件事只說對了三分之一。

流程的概念很簡單:從CAE的源頭—CAD解決!

若您的產品及題目很適合使用Tetra Element來表達,下面的方式可以讓您很有感:

l   步驟一:檢查CAD是否有問題
我們的做法就是用spGate先檢查出CAD問題在哪。真正有問題的可能就是那幾個零件,但是會導致您整個工作都停在那。所以我們就用spGate檢查有問題的零件。
以我們最近處理的案子為例,我們先用spGate檢查整個assembly,請留意:我們是讀整個assembly,一次自動檢查,我們發現整理CAD當中,有幾個CAD是有問題的(如下圖)


l   步驟二:匯出沒有問題的CAD,修復有問題的CAD
我們使用spGate將檔案自動地一個一個匯出。請留意,這裡是自動地匯出成一個一個零件
spGate裡面,我們就指定特定有問題的CAD,依其品質不良程度,給予自動或手動的修復。
留意一下,這裡出現有問題的CAD,未來必然在CAM,或是要再重覆使用時,也會發生問題,值得回去CAD系統裡面,看一下是發生了什麼原因造成CAD品質不好。修好的CAD,也最好傳回去給原始設計者,這樣,這些問題就不會重覆發生。

l   步驟三:一次性匯入CAE網格產生系統,全自動產生網格。
到這個步驟,您就可以知道這個方法的好處。我以ETA/PreSys為例,這個系統Altair HyperWorks一樣,可以做ABAQUS/Nastran/LS-DYNA的前處理,價格只有別人的40%。我們讀入修復完成的CAD,可以自動產生網格。
這裡也可以再分成兩個步驟:
(1)
使用者可以先長出表面網格,再產生Tetra Mesh.這個流程可以確保表面網格品質都很一致。
(2)
就直接全自動長出tetra-mesh,若有發生不良的狀況,系統會顯示出有問題的部份,就只針對該零件進行網格檢查或修復。
這個步驟內,產生網格的流程是全自動化:就是使用同一個網格產生準則,全部進行均一化網格產生步驟。

依據這樣的步驟,我們以S顧客提供的CAD檔案為例。原本需要8小時才能完成23個零件的網格化。現在我們可以在1個半小時,甚至1小時以內完成所有網格的動作。我個人認為,至少可以將過去網格化的流程減少了一半。

有流程,有工具(spGate),產生知識(Fly-Through Mesh Process),所以稱之為專業

  有了流程概念,您還是沒有工具,拼命做就叫做苦工;現在有流程概念,您缺少的只是一個工具。
spGate的基本模組費用,與一套CAD系統差異不大。是一個小而強大的系統。但它主要的功能,不僅止在於修復”CAD的功能。它的主要功能精神,是解決ID至機構,機構至CAECAM部份,因為圖檔交換而造成的問題。把這些問題徹底解決,任何一個部們的流程才有法自動化或是加快流程。

2017年4月14日 星期五

LS-DYNA到底是什麼系統?

總是有人提出這樣的問題:
有人回答:
LS-DYNA是有限元素分析系統!
不對,LS-DYNA還有離散元素...等非有限元素分析的功能。

LS-DYNA是適合做動態分析的系統!
不對,LS-DYNA只是做動態分析特別有名,它還可以做靜態分析,準靜態分析。

LS-DYNA是結構分析CAE系統!
不對,LS-DYNA不只做結構分析,也做流體力學,電磁學分析系統。

LS-DYNA可以做平行計算!
沒錯,並且不是在一台上用多核心運算,而是跨平台的運算。

LS-DYNA是多物理現象分析系統!
接近了,它還能做到耦合現象分析。

LS-DYNA它最主要是做巨觀分析的CAE系統。
不過,近年來它也做許多微觀系計算法的開發。

對具備土木/機械/造船/航太工業的工程師,說它是必備的圖像化工程計算機,可能對我來講是最貼切的名詞。
下圖是網路上LSTC在做不同領域分析時,介紹不同數學方法的一張數值分析地圖。有了張地圖,至少在廣大的CAE領域中,就不易失去方向感囉!!介紹給大家。