STROJIRENSTVI.CZ KONSTRUKTER.CZ 3D-TISK.CZ MATEMATIKA.CZ HLEDAME.CZ

Výhody 3D navrhování #3: Výpočty fyzikálních vlastností z CAD modelů

Všechny vymodelované součásti mají své fyzikální vlastnosti ve virtuální podobě. Pomocí CAD softwarů jsme tyto fyzikální vlastnosti schopni nastavit a ovlivnit tak, aby odpovídaly ve výrobním procesu reálným a ve většině případů předem určeným požadavkům.

Mezi fyzikální vlastnosti, nebo říkejme raději veličiny, patří hustota, hmotnost, objem, plošný obsah (povrch), těžiště a momenty setrvačnosti.

U malých a tvarově jednoduchých součástí se dají určit fyzikální veličiny z hlavy, poměrně nenáročnými výpočty nebo zjednodušujícími početními metodami. Jestliže se ale jedná o tvarově složitou součást, jsou už výpočty velmi složité, časově náročné a neobejdou se bez použití matematických funkcí a integrálního počtu. Z tohoto důvodu jsou 3D CAD modeláře vybaveny výpočetními algoritmy, které určují fyzikální vlastnosti pouhým označením modelu a zadáním odpovídajícího příkazu.

Zde si lze povšimnout výhody asociativity a parametrizace 3D CAD softwarů, o které jsme hovořili v minulé kapitole, díky nimž se přepočítávají fyzikální vlastnosti modelu při jakékoliv provedené změně. Představa, že ručně provedeme výpočet fyzikálních velečin a během procesu výroby dojde ke změně modelu, takže by se musel tento výpočet provést znovu, je nemožná.

Funkce ke zjišťování fyzikálních veličin se využívá pro zhotovení modelu, když jsou předem určené jeho parametry (velikost, hmotnost, atd.), kterých se při tvorbě modelu musíme držet. Jestliže jsme limitování jednou z fyzikálních veličin, upravujeme a kontrolujeme model do té doby, než dosáhneme požadované hodnoty.

Rychlý výpočet fyzikálních veličin se využije také u konstrukce postupových střižných nástrojů, kde jsme schopni efektivně určit procentuální část konstrukčního nebo technologického odpadu a z toho vyplývající hospodárnost, délku střihu vystřihovaných objektů důležitou pro výpočet střižné síly nebo dovedeme určit polohu těžiště vystřihovaných objektů pro určení polohy stopky, která z polohy těžiště vychází. To vše, pokud známe technologii výroby střižných nástrojů, se může obejít bez náročných výpočtů.

Když zabrouzdáme do teorie mechaniky, určitě si vzpomeneme na Steinerovu větu a momenty setrvačnosti. Steinerova věta umožňuje vypočítat moment setrvačnosti tělesa rotujícího kolem osy, která neprochází jeho těžištěm. Tímto způsobem je možné vypočítat moment setrvačnosti tělesa složeného z několika základních těles. Moment setrvačnosti je využíván ve fyzice, mechanice a pružnosti/pevnosti. Jestliže neoplýváme matematickými znalostmi, určitě efektivního a rychlého definování momentu setrvačnosti pomocí funkce zjišťování fyzikálních veličin využijeme.

Možnosti zjišťování fyzikálních veličin určitě ocení každý uživatel 3D CAD softwaru.

Ukázka určení těžiště vystřihovaných objektů:

Skica vystřihované součásti

Zjišťování plochy technologického a konstrukčního odpadu nástřihového plánu

Grafické znázornění polohy stopky – určení těžiště vystřihovaných objektů

Mohlo by vás také zajímat

Přidejte k článku svůj komentář

Komentář podléhá autorizaci ze strany redakce, proto se nezobrazí ihned po vložení. Vyhrazujeme si právo odstranit příspěvky, které jsou v rozporu s dobrými mravy nebo platnou legislativou. Slušnou a konstruktivní diskusi vítáme!