Szukaj Logowanie Kontakt
             Kontakt Blog Kalendarz

  ANSYS Elite Channel Partner ANSYS Polska ANSYS Logo cropped 164px

ANSYS Elite Channel Partner ansys logo czarne tlo SMALL ANSYS Logo cropped 164px
    ANSYS Elite Channel Partner

oprogramowanie bg

Spis Treści:

ezgif.com gif maker

ANSYS SpaceClaim to Inżynierski system CAD którego funkcjonalność jest silnie zorientowana wokół narzędzi do naprawy, parametryzacji i upraszczania geometrii na potrzeby symulacji komputerowej. Jego siłą jest niespotykana na rynku szybkość, elastyczność i bezpośrednie połączenie z platformą ANSYS Workbech.

By efektywnie korzystać z ANSYS SpaceClaim nie ma konieczności posiadania konstruktorskiego przygotowania. Jego innowacyjne podejście do manipulacji geometrią jest maksymalnie proste i intuicyjne. SpaceClaim korzysta z metody Direct Modelling co oznacza, że brak tutaj drzewa operacji i konieczności generowania każdej czynności użytkownika. Podczas gdy do korzystania z dużych systemów CADowskich potrzeba kilku dni przygotowania, podstawy SpaceClaima można załapać w kilka godzin.

Do skomplikowanych analiz parametrycznych oraz automatyzacji procesu obróbki geometrii możliwe jest wykorzystanie skryptów opartych na języku Python. Nie trzeba do tego celu być ekspertem programowania – większość operacji można nagrać i w razie potrzeby zmodyfikować w zabudowanej konsoli.

Zamów wersję testową

 

 

Kontakt z MESco 

 


Najważniejsze cechy ANSYS SpaceClaim Direct Modeler

Z perspektywy analityka kluczową przewagą ANSYS SpaceClaim nad typowym środowiskiem CAD jest masa intuicyjnych narzędzi, które pomagają w przygotowaniu geometrii do symulacji komputerowej. W MESco znacznie skruciliśmy czas preprocessingu dzięki wdrożeniu ANSYS SpaceClaim Direct Modeler. Poniżej króka lista dla nas najważniejszych cech tego systemu:

  • intuicyjny i prosty do zrozumienia interfejs. W odróżnieniu do typowych systemów CAD - SpaceClaim jest jest stricte inżynierskim narzędziem,
  • dedykowane narzędzia do przygotowania geometrii do analiz CFD i MES (tworzenie domeny płynu, zmiana elementów typu solid na shelle i belki),
  • automatyczna diagnostyka geometrii w szerokim zakresie kryteriów: przenikające się ciała (overlaping bodies), nieciągłości, wykrywanie elementów problematycznych w późniejszym tworzeniu siatki elementów skończonych ( small faces, short edges, itp.), automatycznie wykrywanie powierzchni typu spline,
  • Direct Modeling: szybkie tworzenie i modyfikowanie obiektów poprzez uchwycenie i przeciągnięcie ich elementów składowych (punktów, linii, krawędzi, powierzchni),
  • automatyczna naprawa geometrii i usuwanie cech takich jak: otwory, zaokrąglenia, błędnych krawędzi, nadmiarowych linii, punktów, tworzenie brakujących powierzchni,
  • wczytanie plików CAD praktycznie ze wszystkich formatów,
  • tworzenia parametrów bezpośrednio na obiektach nie posiadających zdefiniowanych zależności ani historii działań,
  • automatyczne tworzenie powierzchni środkowych (zamiana z bryły na shell), automatyczne "dociąganie" powierzchni środkowych i przypisanie im "grubości".
  • tworzenie elementów belkowych poprzez przypisanie przekroju poprzecznego liniom, istnieje również możliwość automatycznej zamiany brył w belki,
  • brak drzewka historii występującego w tradycyjnych systemach CAD,
  • obsługa geometrii ze skanu 3D. Jeszcze niedawno obróbka STLi było egzotyką ale dzisiaj to praktycznie konieczność. SpaceClaim świetnie radzi sobie z zamianą pliku STL na solid,
  • tworzenie geometrii do druku 3D: wypełnianie dowolnego typu,
  • automatyzacja pracy dzięki skryptom Pythona,


ANSYS SpaceClaim Direct Modeler - modelowanie bezpośrednie dla inżynierów

Jednym z najistotniejszych aspektów pracy z zewnętrzną geometrią jest naprawa i przygotowanie geometrii do analizy. Jest to tym bardziej ważne, że większość geometrii budowanych obecnie w przemyśle jest tworzona z myślą o procesie wykonawczym. To powoduje, że geometria nad którą przyjdzie nam pracować jest niesamowicie szczegółowa, a jednocześnie na małej skali posiada wiele niedociągnięć – szczeliny, rozszczepienia powierzchni czy krawędzi. Wszystkie te problemy użytkownik SpaceClaiama jest w stanie w bardzo efektywny sposób rozwiązać. Do dyspozycji mamy automatyczne narzędzia do diagnozowania problemów geometrycznych, a większość z nich potrafi je również automatycznie naprawić.

Od kiedy wdrożyliśmy w MESco ANSYS SpaceClaim Direct Modeler oszczędzamy średnio 20-25% czasu na przygotowaniu geometrii pod obliczenia. Przyspieszenie było tak widoczne, że kompletnie zarzuciliśmy typowo CADowskie podejście do przygotowania geometrii pod symulację. Te procesy są pokrewne ale nie takie same. SpaceClaim pozwola nam na bardzo szybką "naprawę" geometrii oraz automatyczne usunięcie wybranych cech. Dzięki tzw. modelowaniu bezpośredniemu (Direct Modeling) jest to narzędzie bardzo intuicyjne.


Ogólna zasada działania programu jest trywialna: łapiąc za punkt, przytrzymując i przeciągając tworzy się linię, następnie łapiąc za linię i przeciągając tworzy się powierzchnię a po złapaniu za powierzchnię (jak można się domyślić) i jej przeciągnięciu powstaje bryła. Oczywiście jeśli zaczynamy nasz rysunek od "zera" i nie posiadamy żadnych brył, powierzchni, linii czy punktów, wtedy (jak w każdym programie CAD) zaczynamy od szkicu 2D. Po skończeniu szkicowania w SCDM i przejściu do edycji 3D, program automatycznie zamieni zamknięte krzywizny szkicu na powierzchnie a linie szkicu na linie 3D. Powyższa operacja funkcjonuje również w drugą stronę, jeśli zaczniemy szkicować na płaszczyźnie w której znajdują się jakieś linie lub powierzchnie to zostaną one tymczasowo zamienione na linie naszego szkicu i udostępnione do edycji.

Innym przykładem praktyczności modelowania bezpośredniego jest możliwość powielania elementów jak w edytorach tekstu. Po zaznaczeniu interesujących nas obiektów (np.: kilka powierzchni z bryły) i naciśnięciu kombinacji klawiszy "Ctrl+C", elementy te zostaną skopiowane a po kliknięciu w innym miejscu rysunku i użyciu kombinacji "Ctrl+V" zaznaczone wcześniej elementy zostaną wstawione w miejscu kliknięcia. Operację można oczywiście wykonywać wielokrotnie.

Bardzo przydatną cechą modelowania bezpośredniego jest jego uniwersalność. Ze względu na brak drzewka historii, każda nowo dodana do rysunku głównego geometria (np.: z Inventora, SolidWorks itd) jest zamieniana na rodzimy obiekt ANSYS SpaceClaim DM i traktowana tak jakby przed chwilą została narysowana całkowicie w SCDM, a co za tym idzie wszystkie opcje i narzędzia SCDM są dla niej dostępne. Ponieważ prawie każdą operację przeciągnij/puść można zdefiniować jako parametr, a jak powiedziano przed chwilą program wszelką importowaną geometrię zamienia na rodzimą, w SCDM bardzo łatwo można sparametryzować geometrię która oryginalnie nie posiada parametrów (zdefiniowane są tylko dane geometryczne, np. format: STEP). Na koniec należy powiedzieć, że wymienione przed chwilą działania są jednymi z wielu uproszczeń mającymi za zadanie ułatwić i przyśpieszyć użytkownikowi pracę.


Sprawdzenie jakości i naprawa geometrii

Kiedy tworzymy geometrię, nie ważne czy będzie wykorzystana w analizie czy tylko do dokumentacji, warto jest co pewien czas sprawdzić jej jakość. To znaczy zbadać czy: nie występują w układzie nadmiarowe linie lub powierzchnie, nie powstały małe powierzchnie, zachowana jest spójność i ciągłość elementów itd. ANSYS SCDM posiada wszystkie niezbędne narzędzia do wykrycia i naprawy wspomnianych wad (a nawet i więcej). Poza klasycznymi narzędziami do: zszywania linii i powierzchni, wypełniania mały dziur i szczelin, upraszczania topologii itd. posiada inne rzadziej spotykane. W przypadku badania modelu pod kątem danej wady program wyświetla wszystkie potencjalnie wadliwe obszary, natomiast ich naprawa może odbyć się w sposób automatyczny wszystkich jednocześnie lub ręczny gdzie użytkownik po kolei wybiera miejsca do naprawienia. Z dodatkowych narzędzi do weryfikacji modelu, przytoczyć warto te ważniejsze pozwalające na:
  • sprawdzenie i poprawa kierunków normalnych powierzchni (dla elementów skończonych typu: shell),
  • badanie gładkości powierzchni i ciągłości ich krzywizn (w celu wykrycia nie tylko ostrych połączeń, ale również w celu znalezienia potencjalnych obszarów dla wystąpienia osobliwości w analizie numerycznej),
  • określenie pochylenia wszystkich ścian brył względem danego kierunku, bardzo przydatne gdy analizowany element będzie odlewany w formie, ponieważ narzędzie to umożliwia sprawdzenie czy będzie możliwe wyciągnięcie danego obiektu z formy po odlaniu,
  • uzyskanie informacji na temat zaznaczonych obiektów, w zależności od tego jakie elementy zostaną wybrane to są to informacje w postaci ich: długości/odległości, pola powierzchni, masy, objętości i momentów bezwładności.

Jeżeli chodzi o naprawę geometrii może się zdarzyć, że nie będzie możliwości naprawienia pewnego obszaru w bryle czy powierzchni i wymagane okaże się usunięcie problematycznych elementów. Aby nie tracić czasu na usunięcie całego elementu i jego wykonanie od nowa, ANSYS SpaceClaim umożliwia stopniową dekompozycję modelu. Oznacza to dokładnie, że po zaznaczeniu jednej lub kilku powierzchni bryły i naciśnięciu przycisku "Del" program usunie "wnętrze" bryły i skasuje wybrane powierzchnie, natomiast pozostałe pozostawi. Po wstawieniu w miejsce usuniętych powierzchni nowych (narysowanych lub zaimportowanych) można je dodać do siebie tworząc nową naprawioną bryłę.

Przygotowanie modelu CAD do symulacji i eksport danych

Omówiono zastosowanie, możliwości i działanie ANSYS SpaceClaim należałoby powiedzieć parę słów na temat jego współpracy ze środowiskiem ANSYS Workbench. Otóż  SpaceClaim jest zintegrowany z ANSYS Workbench. To znaczy, przygotowując geometrię do analizy można w nim zdefiniować wiele cech/elementów niemożliwych do określenia w innych programach CAD. Do najważniejszych należą:
  • możliwość automatycznego "wyciągnięcia" powierzchni środkowych z brył i przypisanie im grubości dla shelli,
  • tworzenie elementów belkowych poprzez przypisanie przekroju poprzecznego liniom,
  • istnieje również możliwość automatycznej zamiany brył w belki, klikając na bryłę program ją bada i jeśli jest to możliwe odczytuje: przekrój poprzeczny i środek ciężkości a następnie wstawia w miejsce bryły linię i przypisuje tej linii właściwości odczytanego przekroju poprzecznego,
  • tworzenie "component/part", to jest pocięcie jednej bryły na kilka składowych i połączenie w taki sposób, że różne bryły w miejscach styku będą posiadać spójną siatkę MES w ANSYS, wykonuje się to celem ułatwienia tworzenia siatki mesherowi lub zadania różnych danych materiałowych w różnych obszarach modelu,
  • dwukierunkowa asocjatywność z ANSYS Workbench - możliwość zdefiniowania parametrów w ANSYS SpaceClaim które będą odczytywane przez ANSYS Workbench, a po zmianie ich wartości z poziomu ANSYS Workbench i odświeżeniu modelu, program ANSYS Discover SpaceClaim zostanie otworzony w tle, geometria zaktualizowana w oparciu o nowe wartości parametrów i wczytana z powrotem do analizy w Workbenchu.

 Przygotowanie modelu do symulacji mechanicznych: zamiana elementów typu solid na shell i beam:

 Przygotowanie geometrii do symulacji CFD (volume of fluid):


SpaceClaim Meshing - czysta hexa bez bólu głowy

ANSYS SpaceClaim został wyposażony w technologię ICEM CFD do tworzenia wysokiej jakości siatki hexahedralnej z poziomu modelera CAD i przy użyciu praktycznie tych samych narzędzi. Efekt jest piorunujący. Blocking nigdy nie był tak przyjemny. Najważniejsze cechy:

  • możliwość edycji geometrii w trakcie tworzenia siatki oraz gdy siatka już istnieje,
  • shell to solid mesh. Technika pozwolająca na przeciągnięcie siatki powierzchniowej na objętości bryły (filmik poniżej)
  • Blocking 2D i 3D,
  • pełna asocjatywność z ANSYS Mechanical i ANSYS FLUENT
  • bdanie jakości siatki,

 

Przygotowanie dokumentacji technicznej

Biorąc pod uwagę przeznaczenie analizy numerycznej, jakim jest sprawdzenie konstrukcji pod zadanym obciążeniem i ewentualne jej wzmocnienie aby spełniała założone wymagania, należy udokumentować wszelkie znaczące zmiany wykonane na modelu. ANSYS SpaceClaim DM jak każdy profesjonalny program CAD posiada rozbudowany moduł do wykonania rysunków złożeniowych i wykonawczych zawierających rzuty, przekroje, wycięcia i wszelkie wymagane parametry jak np.: wymiary, tolerancje, pasowania, wykończenie powierzchni itd. Poza wspomnianym modułem jeszcze jedno narzędzie pozwalające podkreślić i w wyraźny sposób przedstawić wprowadzone znaczące zmiany. Mianowicie istnieje możliwość wczytania na jednym ekranie modelu sprzed i po wprowadzeniu zmian i porównania ich ze sobą. Program odpowiednimi różnymi kolorami zaznaczy te elementy (linie, powierzchnie, bryły) zostały zmodyfikowane. Zostanie zobrazowane który element wydłużono, przesunięto, usunięto lub dodano, różnice te można przygotować w postaci slajdów i zapisać jako prezentację Microsoft PowerPoint.
Wspomniane narzędzia do przygotowania dokumentacji technicznej są bardzo przydatne ze względu na możliwość szybkiego i dokładnego przedstawienia wprowadzonych zmian w postaci prezentacji oraz ze względu na możliwość przygotowania rysunków technicznych z wykorzystaniem modelu końcowego.
 


Inżyniera odwrotna w ANSYS SpaceClaim

Dużą częścią SpaceClaima jest inżynieria odwrotna i druk 3D. Obsługa plików stereolitografii (w skrócie STL) pozwoli zasymulować rzeczywiste obiekty zeskanowane skanerami 3d. Za pomocą SpaceClaima możliwe jest odtworzenie geometrii CAD-owskiej z plików STL na kilka sposobów. Ponadto, jeśli model STL jest uszkodzony, podobnie jak w przypadku klasycznych geometrii ANSYS SpaceClaim posiada dedykowane narzędzia do naprawy. Z drugiej strony, możliwe jest również przygotowanie modeli do druku 3d – na przykład wypełnianie wnętrza modelu dowolną strukturą kratownicy (tzw. lattice).

Zamiana modelu STL na model solidowy:

Przygotowanie modelu CAD do druku 3D:

 


Geometry Creation 3aaPodsumowanie

ANSYS SpaceClaim Direct Modeler jest ważnym narzędziem praktycznie dla każdego inżyniera. Jest to bardzo proste w zrozumieniu środowisko CAD posiadające zaawansowane technologicznie narzędzia do przygotowania geometrii pod symulację komputerową. Inżynierowie potrzebują model CAD bez zbędnych szczegółów które niepotrzebnie zwiększają wielkość siatki elementów skończonych, a często w ogóle uniemożliwiają stworzenie modelu numerycznego.

Ponieważ ANSYS SpaceClaim jest integralną częścią ANSYS Workbench każda zmiana geometrii czy parametru jest natychmiast wychwytywana przez prepprocessing ANSYS co dodatkowo zwiększa wydajność pracy i minimalizuje konieczność eksportu/importu danych.

W MESco wdrożenie ANSYS SpaceClaim przyniosło znaczne oszczędności czasu dlatego szczerze zachęcamy wszystkich do korzystania z tego oprogramowania.

 

Zamów wersję testową

 

 

Broszura informacyjna o ANSYS SpaceClaim Direct Modeler

 

 

Kontakt z MESco 

ANSYS DLA MENADRŻERÓW

SZKOLENIA

ZASTOSOWANIA

STREFA AKADEMICKA