Per progettare un prodotto di successo sono necessari molti test e verifiche che servono a definire la geometria finale con sicurezza. Tradizionalmente questi aggiustamenti vengono effettuati su un prototipo che prima viene realizzato, poi testato in laboratorio e in terza battuta convalidato sulla base dei risultati osservati. Questa serie di passaggi può essere notevolmente costosa sia in termini economici che in termini di tempo, rendendo la realizzazione del progetto un percorso ad ostacoli. Impiegando SolidWorks Simulation è possibile semplificare il processo in un ambiente virtuale, svolgendo diverse ottimizzazioni parametriche.
Esempio di ottimizzazione parametrica con SolidWorks Simulation
Prendiamo come esempio concreto un assieme con tre quote che devono essere ottimizzate per individuare il minor peso possibile per le sollecitazioni statiche e di frequenza.
1° STEP
Prima ancora di creare uno studio progettuale, bisogna creare uno studio statico, applicare il materiale, i vincoli e carichi. Successivamente si crea uno studio in frequenza, indicando il numero delle frequenze da utilizzare nel progetto.
2° STEP
Successivamente si possono aggiungere i sensori per indicare a SolidWorks quali sono i parametri che si vuole usare in questo studio progettuale: possono essere sensori di massa, stress, frequenza o spostamenti.
3° STEP
Il passo successivo è creare uno studio progettuale dove andranno inseriti:
- VARIABILI
- VINCOLI
- OBIETTIVI
Verranno quindi creati degli scenari in base alle combinazioni possibili fra tutte le variabili. Si possono selezionarli tutti o solo alcuni nella vista in tabella.
Buona pratica nell’ottimizzazione parametrica
Quando si esegue uno studio progettuale con un range di valori elevato e fase piccola, vengono generati molti scenari. Per evitare di dover eseguire troppi calcoli è buona norma usare una fase grande e trovare una soluzione ottimizzata di riferimento “grezza”.
Successivamente, si possono centrare i valori delle variabili rispetto alla prima soluzione e ridurre la fase, per cercare un valore ottimizzato con maggior precisione rispetto alla precedente.
Infine, per calcolare preventivamente il tempo totale per l’esecuzione dello studio progettuale, si può valutare quanto tempo impiega SolidoWorks Simulation ad eseguire un singolo scenario (in questo caso statico e di frequenza) e moltiplicarlo per il numero degli scenari scelti. In questo modo, è possibile stimare il tempo per determinare se il numero degli scenari è adeguato o va aggiustato.
4° STEP
Verificato che le tempistiche siano accettabili, è il momento di eseguire lo studio e Solidworks in questa fase eseguirà un’analisi secondo i vincoli impostati di tutti gli scenari attivati. Fra tutti questi scenari verrà trovato quello ottimizzato (in verde).
In questo caso particolare, vediamo che dopo aver analizzando 98 scenari diversi, il software ci indica che la soluzione che minimizza la massa è la n°47.
Vantaggi dell’uso della simulazione CAD con SolidWorks Simulation
- Puoi fare molti test e lasciare al calcolatore trovare la soluzione ottimale;
- decidi tu, progettista, i parametri che possono cambiare e quelli invece che devono rimanere fissi;
- trovi la soluzione che sia il miglior compromesso fra più obiettivi;
- riduci il peso e costi;
- sei più oggettivo nelle scelte progettuali;
- puoi capire quali sono le variabili che incidono di più (studio di sensibilità);
- hai a disposizione un report automatico (relazione dello studio progettuale);
- l’integrazione con il CAD ti permette di gestire al meglio le variabili di progetto.
Conclusione
L’ottimizzazione progettuale di SolidWorks Simulation può accrescere il valore di un prodotto perché ne potenzia le prestazioni nell’ambito operativo ed è in grado di abbattere i costi di produzione perché riduce la quantità di materiale utilizzata. Eseguendo studi di simulazione sul vostro prodotto, scoprirete i punti deboli di un progetto: saprete per quanto tempo un può resistere alle richieste che gli vengono poste e, in ultima analisi, se fallirà.
L’ottimizzazione parametrica amplia la conoscenza del comportamento di un prodotto e consente di migliorarlo. Tutto diventa più facile con un sistema totalmente integrato.
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