BLOG Mô phỏng và Thiết kế, CAD/CAE, Engineering

Discussion in 'CAE & CÁC PHẦN MỀM MÔ PHỎNG' started by Pathétique, Jun 27, 2016.

  1. umy

    umy Well-Known Member

    Joined:
    Sep 27, 2016
    Messages:
    634
    Likes Received:
    825
    Tình cờ thấy ảnh về Buckling cho phi cơ T-50, gân ở thân và đuôi để tăng độ cứng chống mất ổn định. (sẻ xóa bài sau, nếu thấy nhạy cảm)
    [​IMG]
     
    Persious likes this.
  2. umy

    umy Well-Known Member

    Joined:
    Sep 27, 2016
    Messages:
    634
    Likes Received:
    825
    Trích vài viết hay, giử lại cho hậu sinh may ra có cơ hội học thêm:
    Tiểu đề: mô phỏng hàn, Bài viết được ghi chép lại của Minh Le: chuyên gia có kinh nghiệm thực tiển !!
    https://www.facebook.com/groups/vudse/
    Minh Le đây là 2 entries tổng quan mình viết về mô phỏng hàn, để bạn có idea về method và workflow
    https://www.facebook.com/groups/vudse/permalink/200646330439372/
    https://www.facebook.com/groups/vudse/permalink/356740684829935/
     
  3. umy

    umy Well-Known Member

    Joined:
    Sep 27, 2016
    Messages:
    634
    Likes Received:
    825
    Tiểu đề: mô phỏng hàn 1.
    Trích
    https://www.facebook.com/groups/vudse/permalink/200646330439372/

    Minh Le 15. April 2017
    [Mô phỏng hàn] - Numerical simulation of welding process. Phần 1

    Hàn là một quy trình gia công vật liệu rất phổ biến. Với những kết cấu quan trọng, việc mô phỏng rất hữu ích cho việc hiểu, dự đoán và tối ưu hóa các thông số quy trình, giúp tránh hoặc giảm các sự cố liên quan đến cong vênh, ứng suất dư, vết nứt...
    Có hai phương pháp (hoặc hai dạng) mô phỏng hàn được nghiên cứu và phát triển song song, tùy vào hệ phương trình chi phối hiện tượng, là mô phỏng cơ nhiệt (thermomechanical) và mô phỏng multiphysics.
    Qua các phần mình sẽ điểm qua những vấn đề chính liên quan đến cả mô phỏng thermomechanical và multiphysics.
    Bài toán mô phỏng hàn thermomechanical bao gồm 18 phương trình cơ như các bài cơ kết cấu thông thường, thêm phương trình nhiệt, trong đó biến dạng được partitioned thành biến dạng cơ (đàn hồi + dẻo + visco) và biến dạng nhiệt. Các thông số của mô hình ứng xử phụ thuộc vào nhiệt độ.
    Điểm khác nhau giữ mô hình thermomechanical và multiphysics nằm ở nguồn nhiệt (heat source). Mô hình multiphysics sử dụng các phương trình chất lưu, điện từ, nhiệt... để mô tả chính xác nhất có thể hình dạng của weldpool, đặc biệt trong trường hợp điều kiện biên bề mặt tự do. Trong khi đó mô hình thermomechanical đơn giản hóa hình dạng của heat source bằng những phương trình hình học, không liên quan gì đến vật lý. Các thông số mô tả geometry này được identified theo thí nghiệm bằng các công cụ tối ưu hóa, việc này được thực hiện rất nhanh với mô hình hệ quy chiếu Euler, sử dụng Python hoặc các phần mềm chức năng tương tự.
    Vấn đề khó nhất khi xây dựng mô hình là ứng xử vật liệu. Do nhiệt độ của miền biến thiên từ nhiệt độ phòng cho đến nhiệt độ nóng chảy của kim loại, trong quá trình hàn do tác động nhiệt nên vật liệu vừa bị kéo vừa bị nén, với các vận tốc biến dạng khác nhau, do đó cần identify mô hình ứng xử vật liệu dạng elasto-visco-plastic.
    Hầu hết các phần mềm FEA đều có thể mô phỏng thermomechanical cho welding : ABAQUS, Cast3M, Code_Aster, Marc, Nastran, Ansys... Các bạn dùng ABAQUS có thể được hãng phần mềm cung cấp miễn phí plug-in chuyên dùng để xây dựng mô hình hàn. Article sau giới thiệu mô phỏng hàn multipass bằng ABAQUS, với phần so sánh rất chính xác kết quả mô phỏng và kết quả đo từ thí nghiệm đối với các đại lượng cả nhiệt độ và ứng suất.
    https://www.3ds.com/…/cross-multi-pass-pipe-welding-analysi…

    Một số phần mềm được phát triển chuyên mô phỏng hàn, trong đó nổi tiếng nhất là huyền thoại SYSWELD (ESI Group).
    https://www.esi-group.com/…/brochur…/1032/folder_welding.pdf

    Hình dưới đây là kết quả mô phỏng ứng suất và biến dạng của tấm sau khi hàn theo các thí nghiệm khác nhau, bao gồm cả propagation của vết nứt sinh ra trong quá trình hàn (có thể nhìn thấy trong ảnh trên mẫu thí nghiệm), thực hiện bằng phần mềm Cast3M.
    Hình nền đen là kết quả mô phỏng weldpool theo mô hình multiphysics, cũng được computed trên Cast3M, với điều kiện biên bề mặt tự do. (http://www.tandfonline.com/…/abs/10.…/10407782.2016.1264747…)

    [​IMG]
    [​IMG]
    [​IMG]
     
  4. umy

    umy Well-Known Member

    Joined:
    Sep 27, 2016
    Messages:
    634
    Likes Received:
    825
    Tiểu đề: mô phỏng hàn 2.
    Trích
    https://www.facebook.com/groups/vudse/permalink/356740684829935/?hc_location=ufi

    Minh Le 5. April 2018 ·
    [Mô phỏng hàn] - Numerical simulation of welding process. Phần 2 : mô phỏng nhiệt

    Nếu trong phương pháp multiphysics, phần kim loại nóng chảy trong vũng hàn weld pool được mô phỏng từ các phương trình coupling CFD, nhiệt và điện từ Maxwell, thì với phương pháp cơ nhiệt thermomechanical, kích thước của weld pool được xác định trực tiếp từ các phương trình hình học, cho phép định dạng một cách gần đúng nguồn nhiệt. Sơ đồ dưới đây mô tả các bước mô phỏng hàn bằng phương pháp thermomechanical.

    Phương trình định dạng weld pool thông dụng nhất là Goldak moving heat source, cho ra nguồn nhiệt dạng chồng chất từ hai hình khối ellipse 3D. Ngoài Goldak còn nhiều phương trình định dạng khác, sự lựa chọn phương trình phụ thuộc chủ yếu vào quy trình hàn (hồ quang, laser, mig mag...), và tính khả dụng trong phương pháp phần tử hữu hạn. Chẳng hạn, với hàn laser, phương trình khớp nhất với hình dạng weld pool là phương trình đường cong Agnesi, tuy nhiên phần đáy nhọn của Agnesi gây singularity, không tương thích với môi trường liên tục.
    Sau khi chọn phương trình định dạng heat source, bước tiếp theo là xác định các thông số của phương trình. Bước này gồm 3 công đoạn, tương ứng 3 ô đầu tiên trong sơ đồ : mô phỏng, thí nghiệm và tối ưu hóa.
    - Dimensioning by simulation a test equipped with measuring devices for positioning thermocouples: Trước khi setup thí nghiệm, cần mô phỏng nhiệt trên hệ Lagrange với các giá trị tượng trưng của moving heat sourse để đánh giá bề rộng của mối hàn, từ đó xác định vị trí các thiết bị đo nhiệt độ thermocouple.
    - Carrying out and analyzing the test (Temperature and macrograph) : Thí nghiệm và phân tích dữ liệu kết quả đo, phân tích luyện kim metallurgy mẫu thử.
    - Identifying by inverse method the heat source : Sau thí nghiệm, thực hiện tối ưu hóa trên mô hình trong hệ Eulerian để định giá trị chính xác của thông số kích thước nguồn nhiệt. Tối ưu hóa trên mô hình Eulerian chạy rất nhanh, chỉ khoảng 10 giây, có thể thực hiện với code Python.
    Hình dưới là kết quả mô phỏng và thí nghiệm, sai số rất nhỏ, sau khi tối ưu hóa correlation match gần tuyệt đối. Trường nhiệt độ này sau đó sẽ được import vào mô hình cơ. Mô phỏng thực hiện trên phần mềm Cast3m crosscheck với ABAQUS, tối ưu hóa code Python tích hợp trong WProcess, vật liệu thép 316L(N).

    [​IMG]
    [​IMG]
    [​IMG]
    [​IMG]

     
  5. umy

    umy Well-Known Member

    Joined:
    Sep 27, 2016
    Messages:
    634
    Likes Received:
    825
    Submarine : U-Boot

    Đứa nào thích Tàu Ngầm (Submarine : U-Boot) muốn làm Analysis thì xem thêm:

    1) *** Compandium Navy Submarine-2016-17.pdf 334Pages
    http://ficci.in/spdocument/20803/Compandium Navy Submarine-2016-17.pdf

    2) ** Scientific Journal of Polish Naval Academy] Simulation of the Impact Resistance of Kilo Type Submarine Loaded with Non-Contact Mine Explosion.pdf 12Pages
    https://www.google.de/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&ved=2ahUKEwjxwv69-cXiAhWJLlAKHVclBY8Q5TV6BAgBEAg&url=https://content.sciendo.com/downloadpdf/journals/sjpna/208/1/article-p99.xml&psig=AOvVaw0Ea4w6UtzIsgl4OW-SG4n9&ust=1559398273909016

    upload_2019-6-15_4-29-43.gif

    Lưu ý: thiết kế gân ở bên trong thân Tàu để tăng độ cứng > chống mất ổn định. (Surface Shell Buckling)
    (sẻ xóa bài sau, nếu thấy nhạy cảm)



    upload_2019-6-15_4-29-44.gif
     
  6. umy

    umy Well-Known Member

    Joined:
    Sep 27, 2016
    Messages:
    634
    Likes Received:
    825
    Last edited: Jun 27, 2019
    Submarine : U-Boot
    Xem thêm:
    1) Thử nghiệm mô hình submarine !
    https://meslab.org/threads/th-nghim-mo-hinh-submarine.15201/

    2) [Hỏi] tính lực nâng và lực cản trên tàu ngầm
    https://meslab.org/threads/hi-tinh-lc-nang-va-lc-can-tren-tau-ngm.5304/
    Bài #6, #7, #8

    3) Submarine - ROV & AUV
    https://meslab.org/threads/submarine-rov-auv.8254/


    - Muốn phân tích và mô phỏng cho dòng chảy (fluent) hoặc Âm thanh (Acoustics) chỉ cần lập mô hình vỏ ngoài tầu ngaầm là vách cứng, nằm trong fluid acoustics element
    - Muốn phân tích độ bền của vỏ tầu ngầm, cần lập mô hình tổng thể cả 2 lớp vỏ trong ngọài, có gân và liên kết lại.
    Phải biết lấy lực tĩnh và động của áp suất nước, trọng lượng tàu và điều kiện biên !!
    Khá phức tạp cho bạn chuẩn bị làm đồ án tốt nghiệp về đề tài vỏ tàu ngầm ... mà chưa đủ kiến thức !!
    (Phải tự tìm đọc được tài liệu ngoại ngử, chứ đừng ngồi chờ sung rụn hỏi xin bài mẩu và chờ phần mềm làm giúp ...!)
     
    pohan likes this.
  7. umy

    umy Well-Known Member

    Joined:
    Sep 27, 2016
    Messages:
    634
    Likes Received:
    825
    Last edited: Aug 23, 2019
    Bài tập Mô phỏng Piston cho nhóm KS Ôtô với Ansys-CFX
    http://automotiveenginesgroup3.blogspot.com/#!
    kích thước và mô hình vật liệu có trong links !
    A- Transient Thermal Analysis of Piston
    The piston, which is one of the most important components of an engine, works at temperatures around 2000oC

    1- Chia Mạng lưới Solid cho Mô Hình Píston
    [​IMG]
    Figure 1 CAD model of Piston

    2- Nhiệt tác dụng
    Temperature difference = 1912-200 = 1712oC
    Area of heat transfer = 7022 mm2

    [​IMG]
    Figure 3 Convective Heat Transfer Surfaces

    Hence the heat transfer coefficient has been calculated and it is 0.249W/mm2
    Temperature Profile of the piston cylinder:
    [​IMG]
    Figure 4 Temperature Profile
    This the mesh generated which was further used for the thermal analysis of the piston
    [​IMG]
    Figure 6 Temperature profile of piston at maximum temperature (combustion)

    3- Truyền nhiệt:
    The temperature below the rings can be observed to be around 200C. This can be explained by the heat transfer from the piston to the ambient surroundings making its temperature equal to that of surroundings i.e. 200C

    [​IMG]
    Figure 7 Total Heat Flux Profile

    The profile of heat flux from the cylinder shows that the highest heat transfer takes place from the crown region and the piston rings region.
    This supports the earlier result of temperature profile, from which we have stated that flanks will be at minimum temperature.
    From this study, we can conclude that the generated stresses, temperatures are well within the limiting design parameters.

    Video link:
    References:

    B- Transient Structural Analysis of Piston

    4- Constraints: Điều kiện biên !

    [​IMG]
    Figure 3: Fixed supports


    5- Loading: tác dụng Nhiệt và Gia tốc động thay đổi Theo thời gian
    [​IMG]
    Figure 4: Loading on the piston


    Dynamic loading Profile



    [​IMG]

    Figure 5: Dynamic Loading profile
    Acceleration profile:

    [​IMG]
    Figure 6: Acceleration (mm/s2) vs time

    6- Simulation Results: >>
    Kết quả bài tính: Ứng Suất và Chuyển vị tối đa ở một thời điểm cho tổng thể và cục bộ

    Equivalent (Von- Mises) stress Distribution:

    [​IMG]
    Figure 7: Equivalent (Von-Mises) stress distribution after 20 time-steps



    Total Deformation:

    [​IMG]
    Figure 8: Total Deformation

    Interpretation:


    1. Stress concentration:
    The stresses generated in the piston are higher near the pin hole due to high stress concentration factor. More specifically, the region on the top of the pin hole should have the highest stress. This can be explained by observing the causes of the upward and downward strokes of the piston. During its upward stroke, the connecting rod, due to rotational inertia of the crankshaft, pushes the pin upwards and during its downward stroke the pressure inside the combustion chamber pushes the piston down. Hence, the top region of the pinhole is always the critical region. It is highly probable that the crack initiation takes place at this region.

    1. Stress distribution around the pin hole:
    As observed, the stresses around the pinhole are not uniform with top region being the most stressed and the bottom region, the least stressed.



    [​IMG]
    Lower stress region


    1. Total deformation:
    The largest total deformation is observed at the bottom portion of the piston skirt, at the regions far away from the supports (pin hole).
    This result can be attributed to two reasons.

    1. The region is situated far away from the support, making its deformation higher. The situation can be visualized as a cantilever beam with uniform loading.
    2. The bottom portion of the skirt has less material than that of the crown

    [​IMG]

      1. Region of high deformation

    Videolink:

    References:

    1. http://umpir.ump.edu.my/1750/1/Zarul_Shazwan_Zullkafli_(_CD_5096_).pdf
    2. http://mea.pucminas.br/palma/fca-art2.pdf
    3. http://www.miata.net/garage/KnowYourCar/S11_Piston.html
    4. http://courses.washington.edu/engr100/Section_Wei/engine/UofWindsorManual/Piston and Piston Rings.htm
     
    Nova, pohan and Persious like this.
  8. umy

    umy Well-Known Member

    Joined:
    Sep 27, 2016
    Messages:
    634
    Likes Received:
    825
    Last edited: Sep 17, 2019 at 12:19 PM
    Trích:
    Minh Le ( https://www.facebook.com/groups/vudse/ )

    ANSYS
    Chiến lược của Ansys khi mua lại Ls-dyna LSTC nhìn từ thị trường việc làm

    Dù cuộc khủng hoảng ngành xe hơi đã bắt đầu từ tháng sáu với dấu hiệu sụt giảm lớn doanh số bán hàng cũng như việc làm, ít ngày trước thông báo chính thức mua lại LS-Dyna, Ansys đạt bước tiến quan trọng trong ngành automotive khi hãng xe PSA (Peugeot Citroen) sử dụng phần mềm CFD Fluent với hợp đồng hơn 6 triệu euros, kéo theo một hệ sinh thái chuỗi cung ứng gồm các công ty dịch vụ kỹ thuật và đối tác mua và dùng Fluent.

    Quan sát thị trường việc làm và sự chuyển dịch về tổ chức cũng như quy mô của các công ty dịch vụ kỹ thuật sẽ dễ dàng nhận ra chiến lược của các hãng phần mềm lớn khi dành giật những công cụ tính toán mạnh nhất.

    Ansys trước giờ vẫn chiếm thị phần lớn nhất so với các phần mềm mô phỏng, với sự hiện diện chắc chắn trong ngành Hạt nhân và Hàng không. Hai triển vọng sau, liên quan đến một ngành và một chuyên môn, nằm trong chiến lược của Ansys khi mua lại LS-dyna :

    - Cuộc cách mạng hàng không lần thứ 3 : cuộc cách mạng đầu tiên đánh dấu bằng chuyến bay của anh em nhà Wright, cuộc cách mạng thứ 2 là sự bùng nổ về vận chuyển hàng không số lượng lớn (hành khách và hàng hóa) với cuộc đua quyết liệt giữa Airbus và Boeing, cuộc cách mạng thứ 3 sẽ là máy bay cá nhân và động cơ điện.

    - Phát triển nhảy vọt cả về nhu cầu và công nghệ mô phỏng rapide dynamics : ngoài dạng mô phỏng kinh điển như crash xe hơi, các hãng công nghiệp và dịch vụ hiện tập trung phát triển các dạng mô phỏng crash ngành hàng không và quốc phòng, đặc biệt laser shock, với sự tham gia của tất cả các cơ sở từ trường đại học, phòng thí nghiệm, viện nghiên cứu đến các tập đoàn lớn, bao gồm từ thí nghiệm đến mô phỏng và chế tạo sản phẩm, từ scale vi mô đến vĩ mô. LS-Dyna đương nhiên được nhận diện nổi bật nhất trong peloton này.

    Với số lượng khách hàng khủng LS-dyna ngành xe hơi ở châu Âu, Mỹ, Hàn, Nhật, đương nhiên Ansys củng cố vị trí và thị phần trong ngành này, cũng nằm trong chiến lược của hãng khi mua lại Fluent (cách đây vài năm), Optis (năm trước), CES Granta (năm ngoái) và LS-dyna (năm nay) với trị giá ngày càng lớn, cũng như tailor một loạt phần mềm mô phỏng động cơ, trường điện từ nhằm cạnh tranh các đối thủ lớn.

    Last but not least, LS-dyna cũng góp sức cho Ansys trong cuộc đua mô phỏng Nonlinear trong lĩnh vực Manufacturing và Healthcare, vốn cũng đang rất hot trên các page tuyển dụng với mức lương nổi bật.

    Dưới đây là vài minh họa sự sôi động thị trường việc làm tháng 8-9 tại Pháp trong ngành hàng không và Rapide dynamics.

    ____________________________________________
    Tài Liệu cho thêm: So sánh LS.Dyna- RADIOSS - Abaqus -PamCrash
    http://publications.lib.chalmers.se/records/fulltext/199981/199981.pdf

    Crash behavior of composite structures
    A CAE benchmarking study
    Master’s thesis in Applied Mechanics
    CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Göteborg, Sweden 2014

     
    Persious and Nova like this.

Share This Page

Users Viewing Thread (Users: 0, Guests: 0)

Loading...