Csavarok automatikus tervezése

Először az IDEA StatiCa 24.0-ban jelent meg, ezt a cikket a 25.1-es verzióban frissítettük.

A csavar automatikus tervezésnek két típusa van: Automatikus tervezés és Csavarok automatikus tervezése. Az Automatikus tervezés az „első becslésre" (kezdeti geometriára) összpontosít, míg a Csavarok automatikus tervezése kifejezetten a kötési elrendezést finomítja a költséghatékonyság érdekében. Az új tervezés a kiválasztott beállítások alapján jön létre, amelyeket alább részletesebben ismertetünk. Ezek a funkciók hatékony segédeszközként működnek a mérnöki folyamat felgyorsítása érdekében, szilárd tervezési javaslatot kínálva a végső ellenőrzéshez.

Automatikus tervezés

Az Automatikus tervezés funkció gyors előzetes tervezési eszközként szolgál. Lehetővé teszi, hogy gyorsan érvényes kapcsolati geometriát hozzon létre a szabványos szabályok és a csatlakoztatott szerkezeti elemek tulajdonságai alapján.

Az Automatikus tervezés funkció a következő műveletekhez készült: Homloklemez, Lemez-lemez, Toldás és Hevederlemez/Nyírólemez.

Az Automatikus tervezés a következők egyikével hívható elő:

1. Automatikus tervezés a fent felsorolt, csavaros műveletekre jobb gombbal kattintva. Itt nemcsak a csavarokat, hanem a hegesztéseket is automatikusan tervezi.
2. A 3D nézetben a fán lévő műveletre jobb gombbal kattintva és az Összes automatikus tervezése lehetőséget választva. Itt nemcsak a csavarokat, hanem a hegesztéseket is automatikusan tervezi.
3. Automatikus tervezés a művelet tulajdonságainak tetején, jobb oldalon

A Homloklemez és a Lemez-lemez műveleteknél további automatikus tervezési beállítások érhetők el:

• Nyírás: A lemezt és a csavarokat nyíróerő-átadásra tervezi (csak Homloklemez műveletnél).
• Süllyesztett: A lemezt a gerenda felső és alsó övével egy síkban tervezi.
• Kinyúló: A lemezta gerenda felső és alsó övén túlnyúlóra tervezi.

Az automatikus tervezési folyamatot a tervezési szerkezeti elemek tulajdonságai és bizonyos globális beállítások határozzák meg. Az algoritmus a következő bemeneteket értékeli:

• Keresztmetszet & Anyag: A csatlakoztatott gerenda/oszlop geometriai és anyagi paraméterei.
• Gerenda teherbírási beállítás: A Projektbeállítások > Tervezés – Általános menüpontban meghatározott százalékos értéket (alapértelmezés: 40%) használja a kapcsolat keresztmetszeti kapacitás alapján történő tervezéséhez. Nyírási teherbírást alkalmaz a gerinceknél, hajlítási teherbírást az öveknél.
• Elrendezési szabályok: Figyelembe veszi az ugyanazon beállításokban megadott távolsági és szélső távolsági szabályokat.
• Hevederlemez csavarsorainak maximális száma: Figyelembe veszi az ugyanazon beállításokban meghatározott csavarsorok maximális korlátját (alapértelmezés: 2).

Az Automatikus tervezés futtatásakor a funkció automatikusan kiszámítja és módosítja a gyártási művelet következő paramétereit, hogy működőképes tervezést találjon:

• Lemez tulajdonságai: Vastagság, méretek (szélesség/magasság) és eltolás
• Csavar tulajdonságai: A csavarok teljes száma és konkrét pozíciói

A funkció a következő paramétereket változatlanul hagyja:

• A csavarok átmérője és minősége
• A lemezek anyagminősége

Javaslat: A gazdaságosságot, hatékonyságot és optimális elosztást figyelembe vevő kifinomult javaslathoz kérjük, használja a Csavarok automatikus tervezése funkciót. Vegye figyelembe, hogy ez a funkció kifejezetten a Hevederlemezhez és a Toldáshoz készült, és csak olyan kapcsolatokra korlátozódik, ahol a csavarok kizárólag nyíróerőknek vannak kitéve.

Csavarok automatikus tervezése

A Csavarok automatikus tervezése funkció gépi tanuláson alapul, és tervezési szabványokon alapuló analitikai képletekkel van integrálva. Ez a megközelítés lehetővé teszi az eszköz számára, hogy olyan megoldást javasoljon, amely egyensúlyt teremt a szerkezeti hatékonyság és a gazdaságosság között, optimális csavarelosztást eredményezve.

A Csavarok automatikus tervezése funkció a következő műveletekhez áll rendelkezésre: Hevederlemez és Toldás, ahol a csavarok elsősorban nyírásra vannak terhelve.

A Csavarok automatikus tervezése csak a számítás után hívható elő:

•  Jobb gombbal kattintva a fent felsorolt, csavaros műveletre

Az algoritmus az alkalmazott belső erőkre (N, V_z, M_y) támaszkodik – különösen a csavarokon ébredő eredő nyíróerőket figyelembe véve –, és a következő globális beállításokkal veti össze azokat:

• Kerekítési szabályok: A csavarok elhelyezése az Projekt > Beállítások > Alkalmazási egységek - Új elem kerekítése menüpontban megadott kerekítési beállítások szerint módosul.
• Csavarok: Célzott kapacitáskihasználtság: Ez a korlát a Projektbeállítások > Tervezés – Általános > Automatikus tervezés menüpontban van meghatározva (alapértelmezett érték: 0,9). Az algoritmus a valós terheléseket ehhez a beállított értékhez hasonlítja, hogy a követelménynek megfelelő megoldást találjon. Az ellenőrzött konkrét érték a Nyírási kihasználtság (Ut_s).
• Elrendezési szabályok: Az algoritmus figyelembe veszi a Projektbeállítások > Tervezés – Általános > Csavarok elrendezése menüpontban megadott távolsági és szélső távolsági szabályokat.

A Csavarok automatikus tervezése futtatásakor a funkció automatikusan kiszámítja és módosítja a Hevederlemez vagy Toldás művelet következő paramétereit, hogy optimalizált tervezést találjon:

• Csavar tulajdonságai: A csavarok teljes száma és a csavarrács geometriája
• Lemez tulajdonságai: Méretek (az új csavarrács szerint módosítva) és vastagság (részben módosítva a csatlakoztatott elemmel azonos palástnyomási teherbírás elérése érdekében)

A funkció a következő paramétereket változatlanul hagyja:

• A csavarok átmérője és minősége
• A lemezek anyagminősége

Alapvető feltételezések

• A Csavarok automatikus tervezése algoritmus kizárólag a lemez síkjában lévő erőket és nyomatékokat veszi figyelembe (N, V_z, M_y - amelyek csak nyíróerőket generálnak a csavarokra) a modellben ható teherhatásokból. A csavarokban ébredő húzóerőket (más terhelések vagy feszítő erő által keltett) az automatikus tervezési folyamat nem veszi figyelembe.
• Ha a húzási kihasználtság magas (a teljes kihasználtság több mint 30%-a), a Csavarok automatikus tervezése pontatlan eredményeket adhat, és a felhasználó figyelmeztető üzenetet kaphat. A csavarok automatikus tervezése elvégzésre kerül, de az eredményeket a csavarokban lévő húzóerő jelentősen befolyásolhatja.

• A műveletekben lévő csavarokat palástnyomás/nyírás kölcsönhatás típusú nyíróerő-típussal kell beállítani. A csavar automatikus tervezése nem kerül elvégzésre, ha a csavarok súrlódásosként vannak beállítva, és a felhasználó figyelmeztető üzenetet kap.

• A csavarokban lévő erők nem számítódnak helyesen, ha a modell túlterhelt, és az analízis jelentős képlékeny alakváltozással fejeződik be. Ezért a csavar automatikus tervezése helytelen csavarerőkkel dolgozik, és nem adhat helyes eredményt.
• Automatikus tervezés nem támogatja az üreges keresztmetszeteket.
• Ha a kiválasztott keresztmetszet geometriai követelmények alapján nem alkalmas a csavarrács elhelyezésére, szintén figyelmeztetést kaphat. Például keskeny övek esetén lehetetlen teljesíteni a szélső távolságokra, a gerinctől való távolságokra stb. vonatkozó követelményeket.

• Az Automatikus tervezés és a Csavarok automatikus tervezése egy újabb eszköz, amely segít felgyorsítani a tervezési folyamatot, és azt egyszerűbbé és automatizáltabbá teszi, miközben megőrzi a biztonságot és a költséghatékonyságot. A Hegesztés méretezése mellett ez a funkció a kapcsolattervezés automatizált folyamatának következő lépése.

Leegyszerűsíti a kapcsolatok megfelelő kialakításának megtalálásához szükséges iterációs folyamatot. A nyírásban lévő csavarok automatikus tervezése figyelembe veszi az egyszerű kapcsolatokra ható terheléseket. Az iterációs folyamat helyett a felhasználó egyszerűen meghívja ezt az automatikus tervezési funkciót, és az alkalmazás megtalálja a megfelelő kialakítást.