Bạn có thể làm một cái gì độc đáo cho riêng mình vào Giáng sinh và dịp Năm mới. Chẳng hạn thiết kế một chiếc xe trượt tuyết “độc nhất vô nhị”… sử dụng phần mềm SOLIDWORKS. Sáng tạo, sáng tạo và sáng tạo… là những yêu cầu tất yếu để xây dựng tương lai.
Tham khảo: Thiết kế thành phố thông minh trên phần mềm SOLIDWORKS như thế nào
Chiếc xe trượt tuyết của ông già Noel thử thách kỹ năng sử dụng phần mềm SOLIDWORKS của bạn
Hàng năm, ông già Noel phải bay trong chiếc xe trượt tuyết của mình để phát quà cho trẻ em trên toàn thế giới chỉ trong một đêm. Chúng ta thử đưa vào bối cảnh, phải mất dưới 24h để bay từ London (Anh) sang Sydney (Úc) trong một chiếc Boeing 747, trong khi đó phương tiện di chuyển của ông già Noel được cho là một chiếc xe trượt tuyết chứ không sử dụng động cơ khí động học.
Nếu chúng ta lấy một vài số liệu khác nhau, chúng ta có thể có một ý tưởng ban đầu về cách sử dụng động cơ khí động học phù hợp với thiết kế xe trượt tuyết, hoặc cách khác là chúng ta cần giúp những con tuần lộc vượt qua lực cản bao nhiêu. Lấy ví dụ, chu vi của Trái đất xung quanh xích đạo là 25,000 mét, ông già Noel có 12h để hoàn thành việc giao quà của mình. Nếu tính trung bình vận tốc của xe trượt tuyết là 2.74 March, tức là khoảng 2.100 mét một giờ ở mực nước biển, ông ấy sẽ đi 25,200 mét trong vòng 12 giờ.
Sử dụng giá trị này cho vận tốc, chúng tôi có thể có được một ý tưởng tốt về các thiếu sót trong khí động học của chiếc xe trượt tuyết truyền thống.
Hình ảnh render bên dưới là kiểu của mô hình chiếc xe trượt tuyết truyền thống được thiết kế trong phần mềm SOLIDWORKS 2017 sử dụng cả hai kỹ thuật tạo khối và bề mặt, sau đó được lắp ráp lại với nhau để phù hợp với dây cương và ghế cho người ngồi chính của xe trượt tuyết.
Phân tích khí động lực học để xác định thiết kế sản phẩm tối ưu nhất
Bây giờ, chúng ta chạy mô hình trong tính năng Flow Simulation được add-on để tìm ra các vị trí chịu áp suất cao cũng như việc tương tác với các khối khí trong khi di chuyển.
Thiết lập một nghiên cứu từ bên ngoài, các “chất lỏng” được chọn là “không khí” với tốc độ dòng chảy là 2.74 Mach, sử dụng một lưới bao phủ với độ tinh ở cấp độ 3, và tự động làm tinh trong suốt quá trình mô phỏng để tập trung lưới bên trong và xung quanh xe trượt tuyết trong khu vực có dòng chảy thay đổi. Các mắt lưới cấp độ 2 giữa dòng chảy và các ô chất lỏng cấp độ 3 dọc theo ranh giới của chất lỏng và khối rắn được sử dụng trong suốt quá trình mô phỏng.
Các mặt cắt dưới đây cho thấy các khu vực chịu áp lực lớn nhất trên xe trượt tuyết tập trung ở phía trước, tức là các mép phía trước. Áp suất này tạo ra một cung sóng va chạm và đây là khu vực không khí bị chậm lại từ 950m/s đến 340m/s (hơn 50% hoặc ít hơn so với lưu lượng không khí xung quanh).
Bên trong chiếc xe, ví dụ khu vực chỗ ngồi, vận tốc cũng giảm thấp và trong một số khu vực được tái tuần hoàn theo hướng ngược lại. Sóng va chạm cũng xảy ra ở phía trên của ghế, ở phần dưới đuôi xe và phía bên dưới của xe trượt tuyết. Tất cả các nhiễu động của không khí phía trước đều cần tăng cường sức kéo, do đó yêu cầu nhiều năng lượng hơn từ tuần lộc.
Bây giờ chúng ta đã thấy các khu vực của xe trượt tuyết cần sử dụng một số điều chỉnh và cải tiến, chúng ta có thể sửa đổi hình học của mô hình để tối ưu hóa hiệu suất khí động học.
Xe trượt tuyết đã được chỉnh sửa và kết quả có thể được như dưới đây:
Xe trượt tuyết được tạo ra bằng các kỹ thuật bề mặt, thêm vào mũi nhọn mỏng giúp giảm lực cản nhiều hơn so với thiết kế trước, thêm một mái che giúp mô hình có một hình dạng tổng thể mượt mà hơn. Các cánh ổn định theo chiều dọc và ngang được thêm vào và mô hình đã được hoàn thành với một hình nón phía sau.
Các mô hình được cải tiến sau đó được đưa qua phần mềm SOLIDWORKS Flow Simulation add-on với các thông số tương tự được sử dụng như trước đây, để đảm bảo sự so sánh công bằng. Hình ảnh dưới đây cho thấy một sóng va chạm xiên được hình thành xung quanh chóp nón, tương tác ít hơn nhiều không khí xung quanh và có áp suất lực khoảng 315kPa ở rìa đầu, trong khi thiết kế truyền thống có áp lực 889kPa.
Nhờ việc bổ sung một mái che, thiết kế mới có thể đối phó với dòng chảy hỗn loạn nội bộ và như vậy lực kéo sẽ được giảm đáng kể.
Nếu bạn cảm thấy việc sáng tạo cho Giáng sinh mệt mỏi với các đồ trang trí cây cũ, tại sao không thử tạo nó cho riêng mình?
Chỉ với một máy in 3D và một phần mềm SOLIDWORKS bản quyền bạn có thể tạo nó ngay tại nhà mình vì thế bạn không cần phải đi ra ngoài trong thời tiết lạnh giá, chỉ cần một chiếc bánh thịt bằm, khởi động SOLIDWORKS và thiết kế!
Từ các mô hình được sử dụng trong phần mềm SOLIDWORKS Flow Simulation chúng ta đã tạo ra một chiếc xe riêng của mình bằng cách sử dụng máy in mini 3D MakerBot Replicator. Một số thay đổi được yêu cầu trước khi in, có thể tạo ra thiết kế xe trượt tuyết truyền thống trước, một vòng tròn được tạo ra để có thể luồn dây ruy băng để treo lên cây, các thanh trượt tuyết ở phía dưới và thanh chống cũng cần phải dày để đáp ứng các nâng đỡ cần thiết cho mô hình và cũng có các khuyên móc cho dây cương, các mô hình này được thu nhỏ xuống dưới 100mm để vừa vào máy in.
Xe trượt tuyết với khí động học cải tiến đã được sửa đổi với các cạnh của cánh và vây đuôi, thêm một vòng tròn để luồn dây ruy băng.
Sau khi thiết kế, chiếc xe trượt tuyết được đưa vào render trong SOLIDWORKS Visualize:
ViHoth Corporation – Đại lý phân phối ủy quyền SOLIDWORKS Việt Nam trân trọng kính mời các chuyên gia thiết kế thử tài thiết kế chiếc xe trượt tuyết của ông già Noel bằng phần mềm SOLIDWORKS, gửi bản thiết kế về ViHoth (Email: media@vihoth.com – Hotline: 04.3797.0256) trước ngày 15/1/2017 và nhận quà tặng độc đáo từ SOLIDWORKS và ViHoth.
ViHoth Corporation
Đại lý phân phối ủy quyền SOLIDWORKS tại Việt Nam từ năm 2011
Hotline: 0982 018 497 (SMS/Zalo/Viber)
