การหามุมบิดของชิ้นงาน

การวิเคราะห์เพื่อหาระยะที่ชิ้นงานบิดงอด้วยโปรแกรม SolidWorks Simulation ผลลัพธ์ที่ได้อันดับแรก (ถ้าไม่ได้แก้ไขการแสดงผลลัพธ์อะไรก่อนที่จะ Run) คือค่า Displacement แบบ URES หรือแปลเป็นไทยง่ายๆคือระยะขจัดนั่นเอง  แต่ถ้าเราต้องการดูว่าชิ้นงานมีการงอไปทางแกน X หรือ Y หรือ Z ก็สามารถทำได้เช่นกัน  โดยเข้าไปเพิ่มชนิดของผลลัพธ์ดังภาพ

แต่งานบางงานที่ชิ้นงานได้รับแรงบิดหรือมีแรงเยื้องจากจุดศูนย์กลางไป  ทำให้ชิ้นงานถูกบิดหมุนรอบแกน  ผลลัพธ์ที่เราต้องการอาจจะเป็นมุมที่ชิ้นงานถูกบิดไป  หรือชิ้นงานที่มีลักษณะเป็นทรงกระบอก  ผลลัพธ์ได้รับแรงกดหรือแรงดัน เช่น ถังความดัน เป็นต้น  ผลลัพธ์ที่เราต้องการก็คือระยะยุบหรือขยายตัวของถัง  ซึ่งผลลัพธ์ที่เราต้องการคงไม่ใช่การดูทิศทางตามแนวแกน XYZ

ในโปรแกรม SolidWorks จึงมีวิธีการเปลี่ยนแนวแกนสำหรับดูผลลัพธ์แบบยุบตัวตามแนวรัศมี  หรือมีการบิดไปเป็นระยะเท่าไร  โดยทำตามขั้นตอนต่อไปนี้

1. สร้างแกนอ้างอิงที่ตำแหน่งจุดศูนย์กลางของการหมุน

2. เข้าไปแก้ไขการแสดงผล Displacement โดยคลิกขวาที่ผลลัพธ์ Displacement >> Edit Definition   หรือสร้างผลลัพธ์ Displacement อันใหม่ก็ได้  เสร็จแล้วตั้งค่าตามรูปด้านล่าง

- Ux  จะเปลี่ยนเป็นการดูระยะยุบหรือขยายตามแนวรัศมี  ถ้ายุบจะมีค่าเป็นลบ  ถ้าขยายจากจุดเดิมจะมีค่าเป็นบวก

- Uy จะเปลี่ยนเป็นระยะการบิดตัวตามแนวรัศมี  ซึ่งทิศทางที่เป็นบวกจะเป็นไปตามกฎมือขวา (ใช้มือขวา  นิ้วหัวแม่มือชี้ไปตามทิศทาง Uz  จากนั้นนิ้วมือที่เหลือ 4 นิ้วสามารถหุบพับไปทิศทางไหน  ทิศทางนั้นมีค่าเป็นบวก)

- Uz เป็นระยะยืดหรือหดตามแนวแกน

ถ้าหากต้องการหามุมบิดของชิ้นงาน  เราจะต้องเอาผลลัพธ์ที่ได้มาคำนวณต่อตามภาพนี้

ตัวอย่างการคำนวณ

หวังว่าผู้อ่านทุกๆท่านจะได้นำไปใช้ประโยชน์ไม่มากก็น้อยนะครับ  สำหรับบทความนี้เป็นคำถามที่ผมได้รับมา  และได้ตอบให้กับผู้สอบถามไปแล้วจึงนำมาเขียนเป็นบทความเพื่อให้ผู้อ่านท่านอื่นๆได้รับประโยชน์ไปด้วย  ถ้าใครมีข้อสงสัยเรื่องอื่นๆก็สามารถสอบถามกันเข้ามาได้นะครับ

ส่วนใครที่ต้องการศึกษาโปรแกรม SolidWorks Simulation อย่างจริงจังแต่ไม่รู้จะเริ่มจากตรงไหนดี  ก็สามารถซื้อแผ่นสอนไปเรียนรู้ด้วยตัวเองได้  เพราะเนื้อหาในแผ่นสอนได้อธิบายตั้งแต่ทฤษฎีและการเริ่มต้นใช้งาน เพื่อให้ผู้ที่ไม่เคยทำงานวิเคราะห์มาก่อนสามารถเรียนรู้เข้าใจได้  ไปจนถึงการใช้งานระดับสูงเพื่อวิเคราะห์งานที่มีความซับซ้อนมากขึ้น

ดูรายละเอียดแผ่นสอน SolidWorks Simulation คลิกที่นี่

รับสอนหรือปรึกษาการใช้งาน SolidWorks Simulation 

คุณพลวัฒน์ (บอล)

Tel. 087-489-7265

Line ID : ballastro

E-mail : sim.adviser@gmail.com
FB : SolidWorks Simulation Adviser

Simulation Xpress คืออะไร? ต่างกับ Simulation ปกติอย่างไร ?

ในโปรแกรม SolidWorks ได้แบ่ง Package ของโปรแกรมออกเป็นส่วนของ SolidWorks สำหรับเขียน CAD และ Package ของ Simulation สำหรับวิเคราะห์ CAE ดังนี้ (ในโปรแกรม SolidWorks ยังมีฟังชั่นเสริมอื่นๆ อีกมากมาย เช่น SolidWorks Electrical, SolidCam, Composer ฯลฯ แต่ใน Blog นี้จะขอพูดเรื่อง Simulation เป็นหลักนะครับ)

จากรูปด้านบนจะเห็นว่าฟังชั่น Simulation มีการแยกต่างหากออกมา  และมีหลาย Package ให้เราเลือกใช้ได้ตามงานที่เราต้องการ  แต่ SimulationXpress ที่จะขอกล่าวถึงในบทความนี้  เป็นเสมือนตัวทดลองใช้ให้เราได้ลองใช้งาน Simulation กับแบบง่ายๆ ซึ่งฟังชั่นนี้จะอยู่ใน Package SolidWorks Standard (เป็น Package เริ่มต้นของ SolidWorks เลย) ซึ่งอาจจะมีข้อจำกัดหลายๆอย่างเมื่อเทียบกับ Simulation ตัวเต็มที่เป็น Package ต่างๆ ดังนี้

ความสามารถของ SimulationXpress VS Simulation Linear Static

1. วิเคราะห์ได้แค่ความแข็งแรงเท่านั้น (เหมือนฟังชั่น Static แต่ความสามารถอาจจะน้อยกว่า)
2. วิเคราะห์ได้แค่ Part ชิ้นเดียวเท่านั้น (ใช้กับ Assembly หรือ Part ที่มีการเขียนเป็น Multi body ไม่ได้)
3. การกำหนด Fixture (จุดจับยึด) ทำได้แบบเดียว คือ การยึดแน่อยู่กับที่ (ฟังชั่น Static สามารถจับยึดได้หลายแบบ เช่น ยึดชิ้นงานแกนหมุน  ยึดแบบให้ชิ้นงานสไลด์ไปมาบนผิวที่กำหนด เป็นต้น)
4. กำหนด Load (แรงกระทำ) ได้แค่ Force และ Pressure (ฟังชั่น Static มีแรงกระทำหลายแบบ เช่น แรงเหวี่ยง  แรงโน้มถ่วง  แรงแบบ Bearing ฯลฯ)
5. สร้าง Mesh แบบ Standard เท่านั้น (ฟังชั่น Static จะมี Mesh แบบ Curvature ซึ่งช่วยให้การสร้าง Mesh สำหรับชิ้นงานที่มีส่วนโค้งหรือรูเจาะเล็ก ทำได้ง่ายและดีขึ้น)
6. วิเคราะห์ Mesh ชนิด Solid Mesh ได้เท่านั้น (ฟังชั่น Static จะมี Mesh 3 ชนิด คือ Solid, Shell และ Beam เพื่อให้เหมาะกับงานแต่ละแบบ  ซึ่งรายละเอียดเพิ่มเติมสามารถเข้าไปดูได้ที่บทความนี้)
7. ผลลัพธ์ที่ดูได้มีจำกัด  และไม่สามารถดูผลเชิงลึกได้ (เช่น เปลี่ยนหน่วยไม่ได้  วัดค่าแต่ละจุดไม่ได้  ตัด Section ไม่ได้ เป็นต้น  )
    - ค่า Stress ดูได้แค่ Von Mises Stress
    - ค่า Displacement ดูได้แค่ระยะขจัด
    - ค่า Factor of safety ดูได้แค่มีบริเวณไหนบนชิ้นงานมีค่าต่ำกว่าที่กำหนด เช่น ให้โปรแกรมแสดงว่าบริเวณไหนมี Factor of safety ต่ำกว่า 2  โปรแกรมจะแสดงผลเป็นสีแดงที่บริเวณค่าต่ำกว่า 2  ส่วนที่เหลือจะเป็นสีน้ำเงินทั้งหมด  (ฟังชั่น Static สามารถไล่เฉดสีได้ว่าตำแหน่งไหนบนชิ้นงานมีค่า Factor of safety เท่าไรบ้าง)

ถ้าใครที่ต้องการวิเคราะห์งานง่ายๆ ก็อาจจะลองใช้ SimulationXpress ดูได้นะครับ  โดยการใช้งาน SimulationXpress สามารถเข้าไปใช้งานได้ที่แถบ Evaluate (ก่อนใช้งาน SimulationXpress ต้องปิด Add-in Simulation ตัวเต็มก่อนนะครับ)

สำหรับคนที่ใช้ SolidWorks Version 2015 ขึ้นไป  ทาง SolidWorks อาจจะขอเก็บข้อมูลผู้ใช้งาน  ทำให้ต้องมีการขอรหัส Activate ก่อนนะครับ  แต่ก็ไม่ได้เสียค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมอะไร  เราสามารถทำตามขึ้นตอนต่อไปนี้ได้เลย (ส่วนคนที่ใช้ Version เก่า ก็ไม่ต้องทำตามขึ้นตอน  สามารถใช้งานได้เลยครับ)

แต่ถ้าใครต้องการผลลัพธ์หรือการวิเคราะห์ที่มากกว่านั้นก็ต้องใช้ Simulation ตัวเต็มกัน  ซึ่งผู้ที่สนใจศึกษาก็สามารถเรียนรู้จากแผ่นสอน SolidWorks Simulation ได้

ดูรายละเอียดแผ่นสอน SolidWorks Simulation คลิกที่นี่

รับสอนหรือปรึกษาการใช้งาน SolidWorks Simulation 

คุณพลวัฒน์ (บอล)

Tel. 087-489-7265

Line ID : ballastro

E-mail : sim.adviser@gmail.com
FB : SolidWorks Simulation Adviser

DVD Training Simulation Professional

ช่วงนี้ไม่ค่อยได้เขียนบทความใหม่ๆมากนัก  แต่ไม่ได้หายไปไหนนะครับ  เนื่องจากว่าตอนนี้กำลังเร่งทำแผ่นสอน SolidWorks Simulation Professional อยู่  ซึ่งเป็นเนื้อหาที่ต่อยอดมาจากแผ่นสอน SolidWorks Simulation Linear Static ที่เป็นพื้นฐานการวิเคราะห์ความแข็งแรงของชิ้นงาน  โดยเนื้อหาในแผ่นสอนจะแบ่งเป็นเรื่องหลักๆดังนี้

1. การวิเคราะห์หาความถี่ธรรมชาติของชิ้นงาน (Frequency Analysis) ซึ่งใช้สำหรับประเมินความเสียหายจากการสั่นสะเทือนว่ามีโอกาสที่ชิ้นงานของเราจะสั่นรุนแรงหรือไม่

2. การวิเคราะห์การโก่งเดาะ (Buckling)  สำหรับงานโครงสร้างหรือมีผนังบาง  ชิ้นงานมีโอกาสที่จะเกิดการโก่งงอเมื่อได้รับแรงกด  เราก็ต้องวิเคราะห์หาการโก่งเดาะกันด้วย

3. การวิเคราะห์ความร้อน (Thermal Analysis) สามารถดูการถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้น  และนำความร้อนไปหาค่า Thermal Stress ได้

4. การวิเคราะห์ความล้า (Fatigue)  คือการหาอายุการใช้งานของชิ้นงานที่เราออกแบบว่าจะสามารถรับแรงได้กี่ครั้งจึงจะเริ่มเกิดความเสียหาย

5. การหาขนาดที่เหมาะสมของชิ้นงาน (Optimization)  คือฟังชั่นในโปรแกรม SolidWorks Simulation ที่ช่วยในการออกแบบเพื่อหาว่า  ชิ้นงานของเราควรมีขนาดเท่าไร  หรือรูปร่างแบบไหน  จึงจะสามารถนำไปใช้งานตามที่เราต้องการได้  โดยโปรแกรมจะช่วยหาขนาดให้เราเองโดยอัตโนมัติ

ผมขอเกรินเนื้อหาในแผ่นไว้คร่าวๆ เท่านี้ก่อนนะครับ  สำหรับใครที่สนใจเตรียมตัวรอได้เลย  ไม่เกินสิ้นเดือนมิถุนายนนี้แน่นอน

สอบถามรายละเอียดแผ่นสอน SolidWorks Simulation อื่นๆเพิ่มเติมได้ที่

คุณพลวัฒน์ (บอล)
Tel : 087-489-7265
Line : ballastro
FB : SolidWorks Simulation Adviser

Animation VS Basic Motion VS Motion Analysis

การทำภาพเคลื่อนไหวในโปรแกรม SolidWork จะมี Mode ต่างๆให้เลือกคือ Animation และ Basic Motion   นอกจากนี้ถ้าเราได้ Add-in ฟังชั้น SolidWorks Motion เข้ามา  เราจะเห็นว่ามี Mode Motion Analysis เพิ่มขึ้นมาอีกอย่างอันนึงด้วย

หลายๆคนอาจจะสงสัยว่าแล้วแต่ละ Mode มีความแตกต่างกันอย่างไร  และเราควรเลือกใช้ตัวไหนดี  ในบทความนี้จะมีคำตอบให้  โดยผมขอแยกอธิบายแต่ละ Mode ดังนี้

1. Animation  คือการทำภาพเคลื่อนไหวโดยที่เราเป็นคนกำหนดเองทั้งหมดว่า  ที่เวลาใดจะให้ชิ้นงานอยู่ตรงไหนบ้าง  โดยใช้วิธีลากวางชิ้นงานเองทั้งหมด

2. Basic Motion  คือการทำภาพเคลื่อนไหวโดยกำหนดเป็นความระยะทาง  หรือความเร็ว  หรือความเร่งในการเคลื่อนที่ได้  เช่น กำหนดความเร็วรอบของมอเตอร์ เป็นต้น  แต่เราไม่สามารถรู้ได้ว่าถ้าจะทำให้มอเตอร์หมุนด้วยความเร็วแบบที่เรากำหนด  ต้องใช้แรงบิด  หรือต้องใช้กำลังเท่าไร

3. Motion Analysis  คือการวิเคราะห์ชิ้นงานที่มีความเคลื่อนไหวทั้งหมด  ผลลัพธ์ที่ได้คือผลลัพธ์ในการคำนวณเรื่องระบบกลไก เช่น ความเร็ว  ความเร่ง  ทิศทาง  กำลัง  แรงบิด เป็นต้น

นอกจากนี้เรายังสามารถคำนวณแรงที่ข้อต่อต่างๆ  และนำแรงดังกล่าวไปวิเคราะห์หาความแข็งแรงของชิ้นงานต่อได้ด้วย

จะเห็นได้ว่าการวิเคราะห์ด้วยฟังชั่น Motion Analysis จะเปรียบเทียบได้กับวิชาที่เราเรียนกันในมหาวิทยาลัยก็คือ Mechanic of machinery  ซึ่งเป็นการคำนวณเกี่ยวกับความเร็ว  ความเร่ง  ทิศทางการเคลื่อนที่  พลังงาน  แรง ฯลฯ  ที่ทำให้ระบบกลไกต่างๆขับเคลื่อนไปได้  ซึ่งผมเองก็เคยเรียนและรู้ซึ้งถึงความยุ่งยากในการคำนวณ  เพราะเวลาที่เครื่องจักรหมุนไปที่มุมต่างๆก็จะเกิดแรงที่ข้อต่อ  หรือความเร็วในการเคลื่อนที่ไม่เหมือนกัน (ตอนเรียนอยู่คำนวณเรื่อง 4 bar Linkage แค่นี้ก็กุมขมับแล้ว)  ถ้าคำนวณด้วยมือก็ต้องใช้เวลาเยอะมากเพราะต้องคำนวณทุกๆมุมว่ามีแรงเป็นอย่างไรบ้าง  แต่การมีโปรแกรมเข้ามาช่วยจะทำให้เราไม่ต้องเสียเวลากับการคำนวณและความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้น  ทำให้เราสามารถนำเวลาที่เหลือไปพัฒนาสิ่งอื่นๆได้

Spring back Analysis

วัสดุทั่วไปจะมีความยืดหยุ่นในระดับหนึ่ง  แต่เมื่อวัสดุนั้นๆได้รับแรงกระทำเกินกว่าที่วัสดุจะรับไหว  หรือได้รับแรงจนเกินจุดคราก (Yield Point) วัสดุนั้นๆก็จะมีการเสียรูปถาวรไป  และเมื่ิอแรงกระทำนั้นหายไป  วัสดุจะมีการหดกลับไป  แต่ไม่สามารถกลับไปสู่รูปร่างเดิมได้  การหดกลับนี้เราเรียกว่า Spring Back

จากรูปด้านบนจะแสดงถึงกราฟ Stress-Strain ของชิ้นงาน  เมื่อชิ้นงานได้รับแรงกระทำค่า Stress จะสูงขึ้นจนเลยจุด A(Yield) ทำให้ชิ้นงานเริ่มเสียรูปถาวรแล้ว  จนกระทั้งเมื่อแรงกระทำถึงจุด B เราเอาแรงกระทำออก  ชิ้นงานจะมีการหดตัวกลับในเส้นทางใหม่คือตามเส้นประสีดำ  ทำให้ชิ้นงานหดตัวกลับเล็กน้อย  แต่ไม่สามารถกลับไปอยู่รูปร่างเดิมได้

ในโปรแกรม SolidWorks Simulation จะต้องใช้ฟังชั่น Non-linear เพื่อวิเคราะห์งาน Spring Back   เพราะวัสดุมีการเสียรูปถาวรไปแล้ว  โดยการใช้งานจะคล้ายกับฟังชั่น Static เกือบ 100%  เพียงแต่ในฟังชั่นนี้เราสามารถกำหนด Stress-Strain Curve ของวัสดุและกำหนดแรงกระทำให้ขึ้นกับเวลาได้  ทำให้เราสามารถกำหนดลักษณะการกดและปล่อยดังรูปดัานบนได้