SOLIDWORKS là phần mềm thiết kế 3D phổ biến, ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và xây dựng. Với các tính năng Structure Systems, Weldment, Sheet Metal… SOLIDWORKS là một giải pháp tuyệt vời cho thiết kế kết cấu. Kết hợp với SOLIDWORKS Simulation giúp tính toán kết cấu: độ bền, độ bền mỏi, mất ổn định…
Vì sao phải tính toán kết cấu?
Mục đích của việc tính toán kết cấu là đảm bảo cho kết cấu không bị vượt quá trạng thái giới hạn khiến cho chúng không thể sử dụng được nữa, trong khi có thể sử dụng tối ưu về vật liệu và nhân công chế tạo, dựng lắp.
Trạng thái giới hạn là trạng thái mà khi vượt quá thì kết cấu không còn thỏa mãn các yêu cầu sử dụng hoặc không đảm bảo các tiêu chuẩn trong thiết kế và thi công. Các trạng thái giới hạn gồm:
- Các trạng thái giới hạn về khả năng chịu lực: kết cấu không còn đủ khả năng chịu lực, sẽ bị phá hoại, sụp đổ hoặc hư hỏng làm nguy hại đến công trình, quá trình vận hành hoạt động và sự an toàn của con người. Đó là trường hợp kết cấu không đủ độ bền, kết cấu bị mất ổn định hoặc vật liệu kết cấu bị chảy.
- Các trạng thái giới hạn về sử dụng là các trạng thái mà kết cấu không còn sử dụng bình thường được nữa do bị biến dạng quá lớn hoặc hư hỏng cục bộ. Các trạng thái này bao gồm: trạng thái giới hạn về độ võng và biến dạng làm ảnh hưởng đến việc sử dụng bình thường của thiết bị máy móc, của con người hoặc làm hỏng sự hoàn thiện của kết cấu, do đó, hạn chế việc sử dụng công trình; sự rung động quá mức, sự han gỉ quá mức.
Kết cấu phải được tính toán để đảm bảo không xuất hiện trạng thái giới hạn (có tính đến thời gian sử dụng kết cấu cho mục đích hoạt động, công trình…)
Thiết kế kết cấu trong SOLIDWORKS
Các công ty chuyên về dịch vụ kỹ thuật, thiết kế thiết bị và các dự án kết cấu, HVAC và đường ống sử dụng các giải pháp phát triển 3D của SOLIDWORKS để cung cấp các thiết kế sáng tạo, hiệu quả về chi phí.
Các giải pháp của SOLIDWORKS cung cấp một mô hình chung để phát triển các thiết kế hoàn chỉnh và chính xác, có thể được tận dụng theo quy hoạch, thiết kế thiết bị, bố trí, chế tạo và xây dựng. Bạn có thể dễ dàng khám phá các lựa chọn thay thế thiết kế bằng cách sử dụng thiết kế và mô phỏng tham số 3D để tối ưu hóa thiết kế của bạn so với mục tiêu của khách hàng và dự án. Cũng nhanh chóng tạo ra kết xuất quang học và bản vẽ chế tạo chi tiết đầy đủ cho thiết kế kết cấu, thiết kế thiết bị cơ khí, hệ thống cơ khí (HVAC), bố trí cáp điện và hệ thống đường ống.
Từ phiên bản 2019, tính năng Structure systemes mới cung cấp một môi trường hàn tiên tiến cho phép bạn tạo và sửa đổi các thành viên cấu trúc của các cấu hình khác nhau trong một tính năng duy nhất với quản lý góc và cắt linh hoạt. Quy trình công việc này giúp dễ dàng tạo các hệ thống cấu trúc phức tạp mà không cần phải tạo các bản phác thảo 3D phức tạp.
Tính toán kết cấu với SOLIDWORKS Simulation
1. Phân tích độ bền mỏi kim loại (Fatigue) trong kết cấu
Độ bền mỏi hay sức bền mỏi là khả năng của chi tiết chống lại các phá hủy mỏi như tróc rỗ, rạn nứt bề mặt chi tiết…Để cải thiện được những điều này cũng như dự đoán tuổi thọ của sản phẩm chính xác nhất thì việc phân tích độ bền mỏi kim loại trong SOLIDWORKS Simulation điều bạn không thể bỏ qua.
Tiến hành phân tích độ bền mỏi trong SOLIDWORKS Simulation được bắt đầu với kết quả nghiên cứu phân tích cấu trúc của bạn. Thiết lập và giải quyết ít nhất một phân tích tuyến tính tĩnh để tạo ra dữ liệu ứng suất được sử dụng để tính toán tuổi thọ mệt mỏi. Ngoài ra, bạn cũng có thể giải quyết một nghiên cứu tuyến tính động, hoặc lịch sử thời gian, phương thức, cộng hưởng hoặc rung động ngẫu nhiên và sử dụng các kết quả cấu trúc đó để phân tích độ bền mỏi. Một khi kết quả cấu trúc có sẵn, thiết lập một nghiên cứu mỏi trong SOLIDWORKS Simulation rất đơn giản. Phân tích cấu trúc là “sự kiện” bao gồm tổng số chu kỳ mà sản phẩm sẽ trải nghiệm và loại tải. Loại tải mô tả cách tải được áp dụng cho sản phẩm, thường là tải không hoàn toàn hoặc hoàn toàn không bị đảo ngược.
Khi thiết lập nghiên cứu mỏi hoàn tất, chỉ cần giải quyết phân tích để tạo kết quả. Đồ thị mỏi cho biết số chu kỳ của (các) sự kiện sẽ gây ra sự phá hủy mỏi ở mọi vị trí trên sản phẩm.
2. Phân tích mất ổn định (buckling) của kết cấu
Giả sử có một thanh dài, mặt cắt ngang hình chữ nhật bị ngàm một đầu. Thanh chịu nén đúng tâm bởi lực P. Khi P nhỏ hơn một giới hạn nào đó thì xem thanh là thẳng và chịu nén thuần túy. Nếu ta xô ngang thanh bằng một lực R rất nhỏ, (lực này chỉ có tác dụng kích thích) thì thanh bị lệch khỏi vị trí thẳng đứng. Nhưng nếu ta thôi tác dụng lực R thì thanh trở về vị trí thẳng đứng ban đầu. Ta nói thanh còn làm việc ở trạng thái cân bằng bền hay gọi là ổn định.
Follow cùng các chuyên gia SOLIDWORKS ViHoth các chương trình Livestream hướng dẫn kỹ thuật SOLIDWORKS hàng tuần trên Facebook Page Phần mềm SOLIDWORKS ViHoth và kênh Youtube ViHoth – Training CAD/CAM/CAE.
Tư vấn mua bản quyền phần mềm SOLIDWORKS, liên hệ:
Công ty Cổ phần Thương mại và Phát triển Kỹ thuật cao ViHoth
Đại lý phân phối ủy quyền SOLIDWORKS Việt Nam
Trụ sở: Lô B6 – X3, Khu đô thị Mỹ Đình 1, Quận Nam Từ Liêm, Hà Nội
Văn phòng: Số 23, Đường Chơn Tâm 2, Khánh Hòa, Liên Chiểu, TP Đà Nẵng
Điện thoại: 024 3797 0256 – 0982 018 497
Website: vihoth.com | Email: media@vihoth.com
