Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Компьютерное моделирование изделий медицинского назначения. Методические указания
.pdf
– Узел браузера Results указывает, соответствуют ли результаты исследования текущим параметрам настройки. Если результаты устарели, появляется значок предупреждения, а фон
выделяется желтым цветом, как показано на рис. 21. Например,
после изменения настроек сетки или приложенной силы текущие результаты больше не соответствуют настройкам исследования. Необходимо перезапустить исследование, чтобы увидеть
правильные результаты. Предупреждение появляется только
после того, как исследование было проведено впервые.
Рис. 21. Значок предупреждения в узле браузера Results
4.3. Панель инструментов Fusion 360
Simulation
Чтобы перейти в рабочее пространство Simulation, необходимо выбрать опцию в диалоговом окне New Study. Диалоговое
окно New Study показано на рис. 22. В зависимости от выбранного типа исследования появляются разные панели инструментов.
Панель инструментов моделирования имеет несколько вкладок, распределенных по разным панелям, которые содержат все
команды, необходимые для упрощения модели, настройки моделирования и анализа его результатов. Команды расположены
31
слева направо, чтобы соблюдать некоторую последовательность
в проведении исследования. Однако такая последовательность
не является строгой, и есть возможность получить доступ к любой команде в любом порядке, чтобы настроить исследование.
Панель инструментов Simulation показана на рис. 23.
Рис. 22. Диалоговое окно New Study
Рис. 23. Панель инструментов Simulation
Панель инструментов Simulation содержит пять основных
вкладок.
– Вкладка Setup – содержит все команды для настройки и
запуска анализа. Это также точка доступа к другим вкладкам.
– Вкладки Simplify – содержат команды для упрощения и
создания вариантов модели.
32
– Вкладка Results – содержит команды для анализа результатов исследования и создания отчетов о результатах исследования.
– Вкладка Compare – содержит команды для сравнения результатов исследований, созданных в текущем проекте.
– Вкладка Tools – обеспечивает доступ к пакетам программного обеспечения для моделирования, установленным на ПК, таким как Moldflow Insight и CFD.
4.4. Типы исследований в Fusion 360
Simulation
Fusion 360 позволяет проводить исследования нескольких типов. Ниже представлены исследования, используемые в курсе, и
общие рекомендации, позволяющие выбрать необходимый тип
исследования.
– Static stress – позволяет узнать, как модель реагирует на
статические нагрузки. По результатам исследования можно исследовать смещение, напряжения, коэффициент запаса прочности и общие критерии отказа. Результаты рассчитываются
исходя из предположений о том, что испытания проводятся в
упругой области материала при малых деформациях.
– Nonlinear static stress – расширяет возможности статического анализа (Static stress) напряжений, с учетом следующих
характеристик:
- большая деформация и смещение;
- нелинейное поведение материала (например, изменения
жесткости материала и остаточная деформация в том случае,
когда на материал воздействует нагрузка, превышающая его
предел текучести);
- выполняется несколько этапов вычисления исследования
по мере постепенного приложения (увеличения) нагрузок.
– Shape optimization – дает возможность определить, в каком
месте конструкции можно удалить материал, сохранив при этом
допустимые значения напряжения и смещения. Другими словами, Shape optimization применяется для облегчения конструкции (например, для авиационного оборудования).
33
4.5. Примеры исследований Static Stress
В списке, представленном ниже, содержится список объектов, для которых целесообразно выполнить анализ статического
напряжения (в случае если соблюдаются предположения, указанные в пунктах).
– Строительные конструкции.
– Мосты.
– Рамы автомобилей.
– Детали машин.
– Монтажные скобы.
– Корпуса.
– Корпус клапана или насоса.
– Гидроцилиндры.
– Сосуды под давлением.
34
УРОК 1.
Создание модели имплантата в форме
цилиндра
В этом уроке используются следующие функции и команды:
– функция Create Sketch, чтобы создавать эскизы;
– команда Center Diameter Circle, чтобы создавать окружности;
– команда Sketch Dimension, чтобы изменять/добавлять раз-
меры части эскизов;
– команда Offset, чтобы копировать/масштабировать части
эскизов;
– команда Tangent Plane, чтобы создавать плоскости на изо-
гнутой поверхности;
– команда Center to Center Slot, чтобы создавать пазы;
– команда Rectangular Pattern, чтобы создавать линейный
массив частей эскиза;
– команда Extrude, чтобы создавать 3D-модель, а также соз-
давать отверстия.
Упражнение 1
Спроектировать модель имплантата кольцевого сечения в
виде цилиндра с дополнительными отверстиями в виде пазов
(3 шт.) и окружностей (2 шт.) согласно следующим размерам:
1) диаметр внутреннего круга модели составляет 22 мм, диа-
метр внешнего круга 24 мм; высота модели 15 мм;
2) расстояние между точками паза 4 мм; диаметр паза 2 мм,
расстояние между пазами 10 мм;
3) диаметр окружности 4 мм; расстояние между окружностя-
ми 5 мм.
Создание 3D-модели цилиндра
Шаги
• Нарисовать круг, которой станет основой для цилиндра
(рис. 24).
– В рабочей области Design в контекстной вкладке Solid выбрать Solid > Create > Create Sketch и выбрать плоскость XZ. Затем в контекстной вкладке Sketch выбрать Sketch > Create > Center Diameter Circle.
35
– Навести курсор на начало координат эскиза. Курсор автоматически прикрепится к данной точке. Щелкнуть один раз левой клавишей мыши в пустой области рабочей сетки, чтобы начать рисовать круг.
– Увести указатель в сторону, затем щелкнуть левой клавишей мыши в пустой области рабочей сетки еще раз, чтобы закончить круг (нажать на ESC для выхода из команды).
Рис. 24. Эскиз цилиндра, нарисованный на плоскости XZ
• Изменить размер круга.
– В контекстной вкладке Sketch выбрать Sketch > Create >
Sketch Dimension. Щелкнуть левой клавишей мыши по грани
круга, чтобы выбрать ее.
– Щелкнуть левой клавишей мыши еще раз в любом удоб-
ном месте рабочей области сетки, чтобы поместить размер, и написать в диалоговом окне значение 24 мм с клавиатуры. После
изменения размера круга нажать на Enter (рис. 25).
36
Рис. 25. Круг с заданным размером (24 мм)
• Копирование круга и изменение его масштаба (рис. 26).
– В контекстной вкладке Sketch выбрать Sketch > Offset для
создания копии и масштабирования круга. Затем выбрать грань
круга.
– В появившимся диалоговом окне задать значение –2 мм
с клавиатуры, затем нажать на Enter. В контекстной вкладке
Sketch выбрать Sketch > Finish Sketch, чтобы закончить эскиз.
Рис. 26. Скопированный круг в измененном масштабе
• Создать 3D-модель из полученного эскиза.
– В контекстной вкладке Solid выбрать Solid > Extrude. Вы-
брать зону, которая находится между кругами. Рядом отобразится диалоговое окно Extrude.
– В диалоговом окне Extrude указать значение высоты мо-
дели 15 мм с клавиатуры, затем нажать на OK в окне Extrude
(рис. 27).
Рис. 27. 3D-модель цилиндра
37
Создание отверстий в цилиндре
Шаги
• Создать первую дополнительную плоскость на грани ци-
линдра.
В контекстной вкладке Solid выбрать Solid > Construct > Tangent Plane. Выбрать грань цилиндра. В появившимся боковом
меню Tangent Plane указать угол поворота плоскости 0° с клавиатуры и нажать на OK.
• Создать вторую дополнительную плоскость на грани ци-
линдра.
– В контекстной вкладке Solid выбрать Solid > Construct >
Tangent Plane. Выбрать грань цилиндра. В появившимся боковом меню Tangent Plane указать угол поворота плоскости 90° с
клавиатуры и нажать на OK.
3D-модель цилиндра с дополнительными плоскостями пока-
зана на рис. 28.
Рис. 28. 3D-модель цилиндра
с дополнительными плоскостями
• Нарисовать эскиз отверстий в виде пазов на первой допол-
нительной поверхности.
– В контекстной вкладке Solid выбрать Solid > Create > Create Sketch.
– Выбрать первую дополнительную плоскость цилиндра в
качестве основы для эскиза. Затем в контекстной вкладке Sketch
выбрать Sketch > Create > Slot > Center to Center Slot.
– Выбрать первую точку для создания отверстий, щелкнув
один раз левой клавишей мыши в пустой области рабочей сет-
38
ки. Задать расстояние до второй точки 4 мм в диалоговом окне,
после чего щелкнуть левой клавишей мыши еще один раз в пустой области рабочей сетки и указать в диалоговом окне диаметр
паза, равный 2 мм.
• Создать линейный массив пазов.
– В контекстной вкладке Sketch выбрать Sketch > Create >
Rectangular Pattern . В рабочей области появится диалоговое
окно Rectangular Pattern.
– Выбрать все элементы паза, затем указать расстояние меж-
ду элементами 10 мм в диалоговом окне Rectangular Pattern и
нажать на ОК.
– В контекстной вкладке Sketch выбрать Sketch > Fin-
ish Sketch.
• Создать отверстия в цилиндре в виде пазов (рис. 29).
– В контекстной вкладке Solid выбрать Solid > Extrude. В
рабочей области появится диалоговое окно Extrude. Выбрать
каждый паз и в диалоговом окне Extrude выбрать Extent > All
(следует обратить внимание на то, что в Operation должно быть
выбрано Cut).
– Нажать на OK в диалоговом окне Extrude, чтобы закончить
создание отверстий.
Рис. 29. 3D-модель цилиндра с отверстиями в виде пазов
на первой дополнительной плоскости
• Нарисовать эскиз отверстий в виде кругов на второй допол-
нительной плоскости.
39
– В контекстной вкладке Solid выбрать Solid > Create > Create Sketch. Выбрать вторую дополнительную плоскость в качестве основы для эскиза.
– В контекстной вкладке Sketch выбрать Sketch > Center Diameter Circle. Создать круг диаметром 4 мм, расположив его на
расстоянии 5 мм от края цилиндра.
– В контекстной вкладке Sketch выбрать Sketch > Create >
Rectangular Pattern. В рабочей области появится диалоговое
окно Rectangular Pattern. Выбрать круг щелчком левой клавиши мыши, указать расстояние 5 мм между кругами. Затем
изменить число копий на 2 в окне Rectangular Pattern справа
от эскиза.
– В диалоговом окне Rectangular Pattern нажать на ОК,
затем в контекстной вкладке Sketch выбрать Sketch > Finish Sketch.
• Создать круглые отверстия в цилиндре (рис. 30).
– В контекстной вкладке Solid выбрать Modify > Extrude.
Появится диалоговое окно Extrude.
– Выбрать каждый круг, затем в диалоговом окне Extrude
выбрать Extent > All.
– Нажать на OK в диалоговом окне Extrude, чтобы закончить
создание отверстий.
– Чтобы сохранить файл, необходимо раскрыть меню File и
выбрать File > Save > Lesson 1.
40
Рис. 30. 3D-модель цилиндра с отверстиями в виде пазов
и окружностей
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]