การออกแบบอัตโนมัติของสลักเกลียว

เผยแพร่ครั้งแรกใน IDEA StatiCa 24.0 บทความนี้ได้รับการอัปเดตในเวอร์ชัน 25.1

มีการออกแบบอัตโนมัติสลักเกลียวสองประเภท: Autodesign และ Autodesign of bolts Autodesign มุ่งเน้นที่ 'การประมาณเบื้องต้น' (รูปทรงเรขาคณิตเริ่มต้น) ในขณะที่ Autodesign of bolts จะปรับแต่งการจัดวางตัวยึดโดยเฉพาะเพื่อความคุ้มค่าด้านต้นทุน การออกแบบใหม่จะถูกสร้างขึ้นตามการตั้งค่าที่เลือก ซึ่งจะอธิบายเพิ่มเติมด้านล่าง ฟีเจอร์เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นผู้ช่วยที่มีประสิทธิภาพในการเร่งกระบวนการทางวิศวกรรม โดยนำเสนอข้อเสนอการออกแบบที่มั่นคงพร้อมสำหรับการตรวจสอบขั้นสุดท้ายของคุณ

Autodesign

ฟังก์ชัน Autodesign ทำหน้าที่เป็นเครื่องมือออกแบบเบื้องต้นอย่างรวดเร็ว ช่วยให้คุณสามารถสร้างรูปทรงเรขาคณิตของการเชื่อมต่อที่ถูกต้องได้อย่างรวดเร็วตามกฎมาตรฐานและคุณสมบัติของชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อ

ฟังก์ชัน Autodesign รองรับการดำเนินการเหล่านี้: End plate, Plate-to-plate, Splice และ Fin plate/Shear plate

Autodesign สามารถเรียกใช้ได้โดยวิธีใดวิธีหนึ่งต่อไปนี้:

1. Autodesign โดยคลิกขวาที่การดำเนินการที่ระบุไว้ข้างต้นพร้อมสลักเกลียว ที่นี่คุณจะออกแบบอัตโนมัติไม่เพียงแต่สลักเกลียวแต่ยังรวมถึง รอยเชื่อม ด้วย
2. คลิกขวาที่การดำเนินการในแผนผังใน ฉาก 3D และเลือก Autodesign all ที่นี่คุณจะออกแบบอัตโนมัติไม่เพียงแต่สลักเกลียวแต่ยังรวมถึง รอยเชื่อม ด้วย
3. Autodesign ที่ด้านบนของคุณสมบัติการดำเนินการ ทางด้านขวา

สำหรับการดำเนินการ End plate และ Plate-to-plate มีการตั้งค่า Autodesign เพิ่มเติม:

• Shear: ออกแบบแผ่นและสลักเกลียวสำหรับการถ่ายแรงเฉือน (เฉพาะการดำเนินการ End plate เท่านั้น)
• Flush: ออกแบบแผ่นให้เสมอกับปีกบนและปีกล่างของคาน
• Extended: ออกแบบแผ่นให้ยื่นออกไปเกินปีกบนและปีกล่างของคาน

กระบวนการ Autodesign ถูกกำหนดโดยคุณสมบัติของชิ้นส่วนออกแบบและการตั้งค่าส่วนกลางที่เฉพาะเจาะจง อัลกอริทึมประเมินข้อมูลนำเข้าต่อไปนี้:

• หน้าตัดและวัสดุ: พารามิเตอร์ทางเรขาคณิตและวัสดุของคาน/เสาที่เชื่อมต่อ
• การตั้งค่าความต้านทานของคาน: ใช้เปอร์เซ็นต์ที่กำหนดใน Project settings > Design – General (ค่าเริ่มต้นคือ 40%) เพื่อออกแบบการเชื่อมต่อตามความสามารถของหน้าตัด โดยใช้ความต้านทานแรงเฉือนกับเอว และความต้านทานการดัดกับปีก
• กฎการจัดรายละเอียด: เคารพกฎระยะห่างและระยะขอบที่อยู่ใน การตั้งค่าเดียวกัน
• จำนวนแถวสลักเกลียวแผ่น Fin สูงสุด: เคารพขีดจำกัดสูงสุดของแถวสลักเกลียวที่กำหนดใน การตั้งค่าเดียวกัน (ค่าเริ่มต้นคือ 2)

เมื่อคุณเรียกใช้ Autodesign ฟังก์ชันจะคำนวณและปรับพารามิเตอร์ต่อไปนี้ของการดำเนินการผลิตโดยอัตโนมัติเพื่อหาการออกแบบที่ใช้งานได้:

• คุณสมบัติแผ่น: ความหนา ขนาด (ความกว้าง/ความสูง) และออฟเซ็ต
• คุณสมบัติสลักเกลียว: จำนวนสลักเกลียวทั้งหมดและตำแหน่งเฉพาะของสลักเกลียว

ฟังก์ชันคงพารามิเตอร์ต่อไปนี้ ไม่เปลี่ยนแปลง:

• เส้นผ่านศูนย์กลางและเกรดของสลักเกลียว
• เกรดวัสดุของแผ่น

คำแนะนำ: สำหรับข้อเสนอที่ซับซ้อนซึ่งคำนึงถึงความประหยัด ประสิทธิภาพ และการกระจายที่เหมาะสม โปรดใช้ฟีเจอร์ Autodesign of bolts โปรดทราบว่าฟังก์ชันนี้ออกแบบมาเฉพาะสำหรับ Fin plate และ Splice และจำกัดเฉพาะการเชื่อมต่อที่ สลักเกลียวรับแรงเฉือนเท่านั้น

Autodesign of bolts

ฟังก์ชัน Autodesign of bolts ขับเคลื่อนด้วยการเรียนรู้ของเครื่อง ผสานรวมกับสูตรวิเคราะห์ตามมาตรฐานการออกแบบ แนวทางนี้ช่วยให้เครื่องมือสามารถเสนอวิธีแก้ปัญหาที่สมดุลระหว่างประสิทธิผลเชิงโครงสร้างกับความประหยัด ส่งผลให้ได้การกระจายสลักเกลียวที่เหมาะสมที่สุด

ฟังก์ชัน Autodesign of bolts พร้อมสำหรับการดำเนินการเหล่านี้: Fin plate และ Splice ซึ่งสลักเกลียวรับแรงเฉือนเป็นหลัก

Autodesign of bolts สามารถเรียกใช้ได้ หลังการคำนวณเท่านั้น โดย:

•  คลิกขวาที่การดำเนินการที่ระบุไว้ข้างต้นพร้อมสลักเกลียว

อัลกอริทึมอาศัยแรงภายในที่กระทำ (N, V_z, M_y) โดยเฉพาะการพิจารณาแรงเฉือนที่เกิดขึ้นในสลักเกลียว และประเมินเทียบกับการตั้งค่าส่วนกลางต่อไปนี้:

• กฎการปัดเศษ: การจัดตำแหน่งของสลักเกลียวจะถูกปรับตามการตั้งค่าการปัดเศษใน Project > Preference > Application units - New entity rounding
• สลักเกลียว: อัตราการใช้งานเป้าหมาย: ขีดจำกัดนี้กำหนดใน Project settings > Design – General > Autodesign (ค่าเริ่มต้นคือ 0.9) อัลกอริทึมเปรียบเทียบแรงกระทำจริงกับค่าที่ตั้งไว้เพื่อหาวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปตามข้อกำหนด ค่าเฉพาะที่ตรวจสอบคือ อัตราการใช้งานในแรงเฉือน (Ut_s)
• กฎการจัดรายละเอียด: อัลกอริทึมเคารพกฎระยะห่างและระยะขอบที่อยู่ใน Project settings > Design – General > Bolts detailing

เมื่อคุณเรียกใช้ Autodesign of bolts ฟังก์ชันจะคำนวณและปรับพารามิเตอร์ต่อไปนี้ของการดำเนินการ Fin plate หรือ Splice โดยอัตโนมัติเพื่อหาการออกแบบที่เหมาะสมที่สุด:

• คุณสมบัติสลักเกลียว: จำนวนสลักเกลียวทั้งหมดและรูปทรงเรขาคณิตของกริดสลักเกลียว
• คุณสมบัติแผ่น: ขนาด (ปรับตามกริดสลักเกลียวใหม่) และความหนา (ปรับบางส่วนเพื่อให้ได้ความต้านทานการรับแรงเท่ากับองค์ประกอบที่เชื่อมต่อ)

ฟังก์ชันคงพารามิเตอร์ต่อไปนี้ ไม่เปลี่ยนแปลง:

• เส้นผ่านศูนย์กลางและเกรดของสลักเกลียว
• เกรดวัสดุของแผ่น

สมมติฐานพื้นฐาน

• อัลกอริทึม Autodesign of bolt คำนึงถึง เฉพาะแรงและโมเมนต์ในระนาบของแผ่น (N, V_z, M_y - สร้างเฉพาะแรงเฉือนสำหรับสลักเกลียว) จากผลของแรงกระทำในแบบจำลอง แรงดึงใดๆ ที่เกิดขึ้นในสลักเกลียว (เกิดจากแรงกระทำอื่นหรือแรงงัด) จะไม่ถูกนำมาพิจารณาในกระบวนการ Autodesign
• หากอัตราการใช้งานแรงดึงสูง (มากกว่า 30% ของอัตราการใช้งานทั้งหมด) Autodesign of bolt อาจให้ผลลัพธ์ที่ไม่แม่นยำ และผู้ใช้อาจได้รับข้อความเตือน การ Autodesign of bolt จะดำเนินการ แต่ผลลัพธ์อาจได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญจากแรงดึงในสลักเกลียว

• สลักเกลียวในการดำเนินการต้องตั้งค่าด้วยประเภทแรงเฉือนแบบ bearing/shear interaction การ Autodesign of bolt จะไม่ดำเนินการหากสลักเกลียวถูกตั้งค่าเป็นแบบแรงเสียดทาน และผู้ใช้จะได้รับข้อความเตือน

• แรงในสลักเกลียวจะไม่ถูกคำนวณอย่างถูกต้องเมื่อแบบจำลองรับแรงเกินขีดจำกัด และการวิเคราะห์เสร็จสิ้นด้วยการเสียรูปพลาสติกที่มีนัยสำคัญ ดังนั้น Autodesign of bolt จะทำงานกับแรงในสลักเกลียวที่ไม่ถูกต้องและไม่สามารถให้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องได้
• Autodesign ไม่รองรับหน้าตัดกลวง
• หากหน้าตัดที่เลือกไม่เหมาะสมสำหรับการวางกริดสลักเกลียวตามข้อกำหนดทางเรขาคณิต คุณอาจได้รับคำเตือนด้วย ตัวอย่างเช่น ในกรณีที่มีปีกแคบ เป็นไปไม่ได้ที่จะปฏิบัติตามข้อกำหนดสำหรับระยะขอบ ระยะห่างจากผนัง เป็นต้น

• Autodesign และ Autodesign of bolt เป็นเครื่องมืออีกชนิดหนึ่งที่ช่วยเร่งกระบวนการออกแบบและทำให้ตรงไปตรงมาและเป็นอัตโนมัติมากขึ้น ในขณะที่ยังคงรักษาความปลอดภัยและความคุ้มค่าด้านต้นทุน นอกเหนือจาก การกำหนดขนาดรอยเชื่อม ฟีเจอร์นี้เป็นขั้นตอนถัดไปในกระบวนการอัตโนมัติของการออกแบบการเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็ก

ฟีเจอร์นี้ช่วยลดความซับซ้อนของกระบวนการวนซ้ำในการหาการออกแบบการเชื่อมต่อที่เหมาะสม การ Autodesign of bolts ในแรงเฉือนคำนึงถึงแรงกระทำบนการเชื่อมต่อแบบง่าย แทนที่จะใช้กระบวนการวนซ้ำ ผู้ใช้เพียงแค่เรียกใช้ฟังก์ชัน Autodesign นี้ และแอปพลิเคชันจะหาการออกแบบที่เหมาะสม