PDF Giáo trình ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong thiết kê chi tiết cơ khí, Nguyễn Văn Sơn, Lê Minh Tài

Giáo trình ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong thiết kê chi tiết cơ khí, Nguyễn Văn Sơn, Lê Minh Tài

 

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................... 3
Chương 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT.......................................................... 11
1. Khái niệm tối ưu hóa cấu trúc.............................................................. 11
2. Phân loại tối ưu.................................................................................... 11
2.1. Sizing Optimization (SiO)............................................................ 12
2.2. Shape Optimization (ShO)........................................................... 13
2.3. Topology Optimization (TO)........................................................ 14
3. Các phương pháp tối ưu hóa của Topology Optimization (TO).......... 15
3.1. Optimality Criteria methods......................................................... 15
3.1.1. Phương pháp đồng nhất hóa của tối ưu hóa cấu trúc........... 15
3.1.2. Vật liệu rắn đẳng hướng có hình phạt (SIMP).................... 19
3.2. Heuristic or Intuitive methods...................................................... 21
4. Ưu nhược điểm của tối ưu hóa............................................................ 22
4.1. Ưu điểm........................................................................................ 22
4.2. Nhược điểm.................................................................................. 23
5. Ứng dụng............................................................................................. 23
5.1. Trong lĩnh vực hàng không.......................................................... 23
5.2. Trong lĩnh vực ô tô...................................................................... 26
5.3. Trong công nghệ in 3D................................................................. 29
5.4. Trong lĩnh vực kiến trúc............................................................... 32
5.4.1. Trung tâm Hội nghị quốc gia Doha..................................... 32
5.4.2. Cấu trúc dầm chữ I.............................................................. 33
6. Quy trình tối ưu hóa thiết kế................................................................ 35
Chương 2: SHAPE GENERATOR TRONG AUTODESK
INVENTOR........................................................................ 36
1. Giới thiệu sơ lược................................................................................ 36
2. Để bắt đầu Shape Generator Study...................................................... 37
3. Vật liệu (Material)............................................................................... 38
6
4. Ràng buộc (Constrains)....................................................................... 39
5. Đặt tải trọng để mô phỏng................................................................... 41
6. Để bảo tồn một vùng từ Shape Generator........................................... 44
7. Symmetry Plane................................................................................... 46
8. Để chỉ định cài đặt Shape Generator................................................... 48
9. Để quan sát lưới................................................................................... 49
10. Export................................................................................................ 51
11. Validation problems........................................................................... 53
12. Bài tập áp dụng.................................................................................. 55
12.1. Chi tiết Bracket.......................................................................... 55
12.2. Chi tiết Tấm đỡ.......................................................................... 64
Chương 3: GENERATIVE DESIGN TRONG PHẦN MỀM
FUSION 360....................................................................... 78
1. Giới thiệu sơ lược................................................................................ 78
1.1. Nơi dữ liệu Fusion 360 lưu trữ.................................................... 78
1.2. Chiến lược thiết kế....................................................................... 78
1.3. Generative Design là gì?.............................................................. 79
1.4. Sự khác nhau giữa Generative Design so và thiết kế truyền
thống........................................................................................... 80
1.5. Giao diện Generative Design....................................................... 80
2. Danh sách thuật ngữ............................................................................ 93
2.1. Bearing load................................................................................. 93
2.2. Closed design space..................................................................... 93
2.3. Critical overhang angle................................................................ 94
2.4. Design space................................................................................ 94
2.5. Preserve geometry........................................................................ 94
2.6. Obstacle geometry....................................................................... 96
2.7. Starting shape............................................................................... 97
2.8. Fixed constraint............................................................................ 98
2.9. Force load..................................................................................... 98
2.10. Frictionless constraint................................................................ 99
2.11. Gravity Load.............................................................................. 99
2.12. Initial Shape............................................................................. 100
2.13. Load case................................................................................. 101
7
2.14. Mass Target.............................................................................. 101
2.15. Maximize stiffness (Tối đa hóa độ cứng)................................. 102
2.16. Milling (Phay).......................................................................... 102
2.17. Minimize mass (giảm thiểu khối lượng).................................. 106
2.18. Moment load (Tải moment)..................................................... 106
2.19. Outcome (kết quả được tạo ra)................................................. 106
2.20. Overhang angle (Góc nhô ra)................................................... 107
2.21. Pin constraint........................................................................... 107
2.22. Pressure Load........................................................................... 108
2.23. Synthesis.................................................................................. 108
2.24. Unrestricted (Không giới hạn)................................................. 109
3. Tổng quan về quy trình Generative design........................................ 109
3.1. Edit Model................................................................................. 111
3.1.1. Tạo một mô hình mới......................................................... 111
3.1.2. Create tools (Edit Model)................................................... 111
3.1.3. Create tools - Edit Model Solid tab.................................... 112
3.1.4. Create tools - Edit Model Surface tab................................ 114
3.1.5. Sketch tools (Edit Model).................................................. 115
3.1.6. Modify tools (Edit Model)................................................. 120
3.1.7. Modify tools - Edit Model Solid tab.................................. 121
3.1.8. Modify tools - Edit Model Surface tab............................... 122
3.1.9. Construct tools (Edit Model).............................................. 123
3.1.10. Inspect tools (Edit Model)................................................ 125
3.2. Thiết lập Generative study......................................................... 126
3.2.1. Tạo Generative study......................................................... 126
3.2.2. Tạo các loại hình học......................................................... 126
3.2.3. Gắn Preserve Geometry cho mô hình................................ 126
3.2.4. Gán một Obstacle Geometry cho mô hình......................... 127
3.2.5. Gắn Starting Shape cho mô hình........................................ 127
3.2.6. Tạo ràng buộc..................................................................... 127
3.2.7. Apply a gravity load........................................................... 129
3.2.8. Apply loads......................................................................... 130
3.2.9. Thiết lập objectives............................................................ 134
3.2.10. Advanced physics............................................................. 135
3.2.11. Thiết lập manufacturing method...................................... 137
8
3.2.12. Thiết lập synthesis settings............................................... 142
3.2.13. Kiểm tra Pre-check........................................................... 142
3.2.14. Tạo một outcomekết quả được tạo ra xem trước.............. 143
3.3. Xem trạng thái generate.............................................................. 143
3.3.1. Để hủy bỏ một kết quả được tạo ra.................................... 144
3.3.2. Để hiển thị chi tiết cho các công việc thất bại.................... 144
3.4. Khám phá kết quả được tạo ra................................................... 144
3.4.1. Làm việc với bộ lọc kết quả được tạo ra............................ 144
3.4.2. Khám phá kết quả được tạo ra trong chế độ Thumbnail
View................................................................................... 146
3.4.3. Khám phá outcomes trong chế độ Outcome View............. 148
4. Bài tập áp dụng Generative design.................................................... 150
4.1. Chi tiết GE Bracket.................................................................... 150
4.2. Chi tiết Alcoa Bearing Bracket.................................................. 178
Chương 4: GENERATIVE DESIGN TRONG SOLID EDGE........ 205
1. Giới thiệu sơ lược.............................................................................. 205
2. Thiết lập đơn vị trong Study.............................................................. 208
3. Generative Design Workflow............................................................. 208
3.1. Tạo Generative Study................................................................. 208
3.2. Xác định Design Space.............................................................. 212
3.3. Chọn vật liệu.............................................................................. 212
3.4. Tạo Load Case........................................................................... 213
3.5. Tạo Constraints.......................................................................... 225
3.6. Xác định Preserve Region.......................................................... 233
3.7. Thiết lập thông số Generate....................................................... 234
3.8. Sử dụng các Generative Design results...................................... 245
4. Bài tập áp dụng.................................................................................. 250
4.1. Chi tiết Aircraft Bracket............................................................. 250
4.2. Chi tiết Base............................................................................... 259
5. So sánh shape generator của inventor, generative design của
fusion 360 và generative design của solid edge..................................... 271
Chương 5: CÁC ỨNG DỤNG THỰC TẾ ....................................... 273
1. Chi tiết Front Upper Arm trong hệ thống treo................................... 273
9
1.1. Giới thiệu................................................................................... 273
1.2. Tính toán.................................................................................... 273
1.2.1. Xét trường hợp xe và xe kéo đứng yên.............................. 275
1.2.2. Tính toán phần Double Wishbone Suspension................... 276
1.3. Các bước thực hiện.................................................................... 281
1.4. Kết luận và Phân tích................................................................. 290
2. Chi tiết Dầm chữ I............................................................................. 292
2.1. Giới thiệu................................................................................... 292
2.2. Mục đích nghiên cứu.................................................................. 292
2.3. Phân tích phần tử hữu hạn và tối ưu hóa.................................... 292
2.3.1. Trường hợp thứ nhất: Dầm tải bị bên phải......................... 293
2.3.2. Trường hợp thứ hai: Dầm bị tải phân bố đều..................... 298
3. Chi tiết giá đỡ.................................................................................... 303
3.1. Giới thiệu chung......................................................................... 303
3.2. Các bước thực hiện.................................................................... 303
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................... 318