การ Save ไฟล์ SolidWorks พร้อมผลลัพธ์จากการวิเคราะห์ (How to send File SolidWorks and Simulation Result )

หลายๆคนน่าจะเคยเจอปัญหาเวลา Copy ไฟล์ SolidWorks และไฟล์ผลลัพธ์จากการวิเคราะห์ไปเพื่อเปิดที่เครื่องอื่น  แต่ปรากฎว่าทั้งๆที่ Copy ไปทั้ง Folder แต่พอมาเปิดดูกลับพบว่าไม่สามารถเปิดไฟล์ผลลัพธ์ได้  หรือบางครั้งเข้าไปดูใน Folder ก็พบกับไฟล์ผลลัพธ์เต็มไปหมด  บางไฟล์ก็ขนาดเล็กนิดเดียว  บางไฟล์ก็ขนาดใหญ่  แล้วเราจะต้อง Copy ไฟล์ตัวไหนดีหละ   เรามาดูในบทความนี้กันเลย

ลองมาดูตัวอย่างไฟล์ผลลัพธ์กันก่อนนะครับ  จากรูปด้านล่างจะเป็นไฟล์งานวิเคราะห์  และ Folder ที่เก็บไฟล์โมเดลตัวนี้เอาไว้

เราจะเห็นว่ามีไฟล์ผลลัพธ์การวิเคราะห์เต็มไปหมด  แต่ว่าจริงๆแล้วมีไฟล์ที่เก็บผลลัพธ์เอาไว้แค่ไม่กี่ตัวเท่านั้น  ส่วนไฟล์อื่นๆเป็นไฟล์ชั่วคราวที่โปรแกรม SolidWorks สร้างขึ้นมาเพื่อใช้ในการแสดงผล ณ ขณะนั้นๆ  ถ้าเราลองปิดโปรแกรม SolidWorks ไปจะพบว่าไฟล์บางส่วนหายไปดังรูปด้านล่าง

ไฟล์ที่เหลือจะมีทั้งไฟล์ที่เก็บผลลัพธ์ของเราจริงๆคือไฟล์ .CWR  และ Log File 

คราวนี้ถ้าเรา Copy ไฟล์โมเดลและไฟล์ .CWR ไปเปิดที่อื่น  บางครั้งก็อาจจะเปิดได้  แต่บางครั้งก็เปิดไม่ขึ้น  ซึ่งถ้าโปรแกรม SolidWorks เปิดไฟล์ผลลัพธ์ไม่ได้  ในหัวข้อ Result จะเป็นตัวอักษรสีเทาดังภาพด้านล่าง  

ถ้าต้องการดูผลลัพธ์อีกครั้ง  เราก็จำเป็นจะต้อง Run ใหม่  

ในการ Save ไฟล์เพื่อไปเปิดที่เครื่องอื่นๆ  วิธีที่ปลอดภัยและแน่นอนที่สุดคือใช้คำสั่ง Pack and go เพื่อ Save ไฟล์ที่จำเป็นทั้งหมดเป็น Winzip ไปเปิดเครื่องอื่น  โดยวิธีการใช้งานมีดังนี้

หลังจากที่กด Save เราก็จะได้ไฟล์ผลลัพธ์การวิเคราะห์ที่ครบถ้วนทั้งหมด และถ้าเป็นไฟล์ Assembly เราก็จะได้ไฟล์ Part ทั้งหมดที่ใช้ในการประกอบงาน Assembly นั้นไปด้วย

Mesh Error (วิธีแก้ปัญหาสร้าง Mesh ไม่ได้)

ในการวิเคราะห์ด้วยวิธี FEA  การสร้าง Mesh ถือเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องทำให้ได้เป็นอันดับแรกๆ  เนื่องจากปัญหาที่เรามักจะเจอคือเสียเวลาคิด  เสียเวลาตั้งค่าวัสดุ  กำหนด Contact  กำหนด Fixture  หาวิธีใส่แรงให้ได้แบบที่เราต้องการอยู่ตั้งนาน  แต่พอจะเริ่ม Run กลับกลายเป็นว่าเกิด Error ในตอนที่สร้าง Mesh ทำให้ต้องเสียเวลาหาวิธีแก้ไข  บางครั้งถึงขั้นต้องแก้โมเดลซึ่งส่งผลกระทบต่อการตั้งค่า Contact หรือ Fixture ที่เราเสียเวลาทำตั้งนาน  กลายเป็นว่าต้องเริ่มนับ 1 กันใหม่

ดังนั้นสิ่งสำคัญอย่างแรกเมื่อเราได้จะเริ่มวิเคราะห์ก็คือ  ทำ Mesh ให้ได้ก่อน  จากนั้นค่อยเริ่มตั้งค่าอย่างอื่นทีหลัง  เพราะถ้าทำ Mesh ได้  อย่างน้อยเรามั่นใจเกิน 50% แล้วว่าสามารถ Run งานนี้ได้แน่ๆ

ปัญหาที่จะเกิดเมื่อทำ Mesh ที่จะมีคนเจอหรือถามมาบ่อยๆมีอยู่ 3 อย่างดังนี้

1. At least two bodies are interfering. Do you want to check interference?

    สาเหตุของ Error  เกิดจากโมเดลที่วาดขึ้นมามีการกินเนื้อกันอยู่  ซึ่งปัญหานี้จะเกิดกับงาน Assembly หรือ Part ที่มีการเขียนงานเป็น Multibody เท่านั้น  สำหรับวิธีการหาจุดที่กินเนื้อกัน
- ใน Assembly เราสามารถใช้คำสั่ง Interference Detection เพื่อหาจุดที่มีการกินเนื้อได้ทันที
- ใน Part ที่เป็น Multibody ให้ใช้คำสั่ง Combine ซึ่งปกติแล้วจะเป็นคำสั่งที่รวมแต่ละ Body ของ Part ให้กลายเป็นอันเดียวกัน  โดยให้เราเลือกไปที่ Common เพื่อแสดงเฉพาะจุดที่มีการกินเนื้อกันอยู่
    วิธีแก้ปัญหา  แก้โมเดลให้ไม่กินเนื้อกันโดยอาจจะ Assembly ใหม่  หรือตัดโมเดลให้พอดีกัน เป็นต้น

2. Mesh creation failed for the following ... 

    สาเหตุของ Error  เกิดจากขนาดของ Mesh มีขนาดใหญ่กว่าโมเดล  ทำให้โปรแกรมไม่สามารถสร้าง Mesh ได้ เช่น ขนาดของ Mesh อยู่ที่ 5 mm  แต่ชิ้นงานเราอาจจะมีรูเจาะเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 mm  เป็นต้น

    วิธีแก้ปัญหา  โดยปกติผมจะใช้อยู่ 3 วิธีคือ

2.1 ปรับขนาด Mesh ให้มีขนาดใกล้เคียงหรือเล็กกว่าขอบหรือความหนาที่น้อยที่สุดทีมีในโมเดล  แต่วิธีนี้เราควรพิจารณาด้วยว่าเหมาะสมหรือไม่  เช่น  วิเคราะห์ถังความดันที่มีความสูง 3 m  แต่เหล็กที่ทำถังมีความหนาแค่ 5 mm  ถ้าจะสร้าง Mesh ได้ก็ต้องทำ Mesh ให้มีขนาดใกล้เคียง 5 mm แต่ถ้าใช้ Mesh ขนาด 5 mm จะทำให้โปรแกรมต้องสร้าง Mesh จำนวนมากเกินความจำเป็น  จนอาจจะทำให้ Ram ไม่พอ  เป็นต้น  ถ้าชิ้นงานของเราเป็นกรณีดังกล่าวให้ดูวิธีการแก้ข้อ 2

2.2 เปลี่ยนชนิดของ Mesh เป็นแบบอื่น เช่น Shell Mesh หรือ Beam Mesh เพื่อให้เหมาะสมกับงาน  ถ้าใครไม่ทราบว่า Mesh ที่ผมพูดถึงมีลักษณะเป็นอย่างไร  และมีวิธีการใช้งานอย่างไร  ให้ลองไปอ่านในบทความ "Mesh นั้นสำคัญไฉน..."

2.3 แก้โมเดล  เนื่องจากบางครั้งเราอาจจะประกอบชิ้นงานพลาด  หรือมีการ Extrude จนเกิดขอบมุมเล็ก  ก็ให้เราแก้ไขในจุดนั้นๆจนขอบมุมเล็กๆนั้นหายไป  โดยในโปรแกรม SolidWorks จะมีเครื่องมือที่ช่วยหาจุดเล็กๆ อยู่ชื่อว่า Check

3. Thickness is not defined for one or more shells.

    สาเหตุของ Error  เกิดจากในงานวิเคราะห์ของเรามีชิ้นงาน Surface อยู่  เนื่องจาก Surface จะมีลักษณะเป็นพื้นผิวที่ไม่มีความหนา  แต่เมื่อจะทำมา Simulation ชิ้นงานจำเป็นต้องมีความหนาด้วยเพื่อให้สามารถวิเคราะห์ได้

    วิธีแก้ปัญหา  กำหนดความหนาให้กับชิ้นงาน  โดยคลิกขวาที่ชิ้นงาน Surface >> Edit definition

วิธีหาแรงลมด้วย Flow Simulation และวิเคราะห์ความเสียหายจากแรงลม

ช่วงนี้มีคำถามเข้ามาจากหลายที่เรื่องจะใส่แรงลมอย่างไร  และจะเปลี่ยนความเร็วลมเป็นแรงกระทำได้อย่างไร  ผมเลยถือโอกาสทำเป็นวีดีโอสอนออกมาเลย  เผื่อใครที่สนใจจะได้มาศึกษากันนะครับ

      

นอกจากดูวีดีโอแล้วก็มีโมเดลให้ลองทำตามกันด้วย  ถ้าใครใช้ SolidWorks 2015 ก็สามารถเปิดไฟล์ที่มีการตั้งค่าตามวีดีโอได้เลย  แต่ถ้าใครใช้ Version ต่ำกว่านี้ก็สามารถเปิดได้จากไฟล์ parasolid นะครับ(แต่ไฟล์กลางจะไม่มีการตั้งค่า Simulation ให้  ก็ลองทำตามวีดีโอดูละกันนะครับ)

Download File SW 2015

Download File parasolid

เพิ่มความเร็วในการวิเคราะห์ด้วยคำสั่ง Symmetry

งานวิเคราะห์บางงานจะมีความสมมาตรทั้งด้านของรูปร่าง  และแรงกระทำ  ทำให้เราสามารถลดรูปการวิเคราะห์ลงได้  โดยแทนที่จะวิเคราะห์ชิ้นงานทั้งชิ้น  ก็ตัดชิ้นงานให้เหลือ 1/2, 1/4, หรือเพียงเสี้ยวหนึ่ง(สำหรับชิ้นงานที่เป็นวงกลมหรือทรงกระบอก)  แล้วให้ฟังชั้่นในโปรแกรม SolidWorks Simulation เข้ามาช่วย  ในบทความนี้เราจะมาดูกันว่าคำสั่ง Symmetry ในโปรแกรม SolidWorks มีวิธีการใช้งานอย่างไร  แล้วสามารถใช้งานได้กับกรณีไหนบ้าง

คำสั่ง Symmetry ใน SolidWorks Simulation จะมี 2 แบบคือ

1. Symmetry ใช้ในกรณีที่ชิ้นงานสามารถแบ่งเป็น 1/2 หรือ 1/4 ได้
2. Cyclic Symmetry  ใช้สำหรับชิ้นงานที่มีความสมมาตรตามเส้นรอบวง หรือแรงกระทำมีทิศทางตามเส้นรอบวง

ในการใช้งานเราต้องพิจารณาทั้ง 3 เรื่องต่อไปนี้  ว่ามีความสมมาตรหรือไม่
1. ชิ้นงาน
2. จุดจับยึด
3. แรงกระทำ

ตัวอย่างการทำ Symmetry ชิ้นงาน

รูปร่างชิ้นงานและแรงมีความสมมาตร  ตัดชิ้นงานเหลือ 1/4 และใช้คำสั่ง Symmetry

แรงกระทำไปทางด้านเดียว  ดังนั้นจึงตัดชิ้นงานได้มากที่สุดคือ 1/2 และใช้คำสั่ง Symmetry

แรงกระทำตามแนวเส้นรอบวง  ต้องใช้คำสั่ง Cyclic Symmetry  จากนั้นจึงตัดชิ้นงานเหลือเสี้ยวหนึ่ง  โดยสามารถตัดชิ้นงานเล็กเท่าไรก็ได้  โดยที่องศาที่ตัดถ้านำไปหาร 360 แล้วได้จำนวนเต็ม เช่น ในรูปตัดชิ้นงานมา 30 องศา  นำไปหาร 360 จะได้  12  เป็นเลขจำนวนเต็มก็สามารถใช้ได้  หรือจะตัดมุม 4.5 องศา  เมื่อนำไปหารด้วย 360 จะได้ 80  ก็สามารถทำได้  แต่ไม่ควรตัดชิ้นงานจนบางมากเกินไปเพราะจะทำ Mesh ได้ยาก

ความสามารถของ SolidWorks Version 2013 ขึ้นไป

ใน SolidWorks Simulation ตั้งแต่ Version 2013 ได้เพิ่มความสามารถในส่วนการแสดงผลของชิ้นงานที่ทำ Symmetry โดยเราสามารถแสดงผลลัพธ์ชิ้นงานแบบเต็มๆได้  แม้ว่าจะวิเคราะห์ชิ้นงานเพียงแค่ครึ่งเดียวก็ตาม

Non-linear Analysis VS Linear Static Analysis

โมดูลการวิเคราะห์ Non-linear ถือว่าเป็นการวิเคราะห์งานที่ได้ผลเหมือนจริงมากที่สุด  เนื่องจากไม่ว่างานใดๆก็ล้วนเป็น Non-linear ทั้งนั้น  แต่สาเหตุที่เรามีโมดูลต่างๆ เช่น Static, Thermal, Frequency ฯลฯ ซึ่งเป็นการวิเคราะห์ชิ้นงานในช่วง Linear เนื่องจากการวิเคราะห์งานแบบ Non-linear ต้องใช้เวลานานจึงจะได้ผลลัพธ์ออกมา  เราจึงมีการตั้งสมมติฐานบางอย่างขึ้นมา  เพื่อให้สามารถใช้โมดูลอื่นๆได้ (ดูเรื่องสมมติฐานในการวิเคราะห์ Linear Static ได้จากบทความนี้)  โดยที่ผลลัพธ์ยังคงน่าเชื่อถืออยู่  เพียงแต่ว่าถ้าหากลักษณะงานที่ต้องการวิเคราะห์ไม่อยู่บนสมมติฐานเหล่านั้น  เราก็จำเป็นต้องวิเคราะห์งานแบบ Non-linear เท่านั้น  ซึ่งการดูว่างานของเราจะต้องใช้ Non-linear หรือไม่  ให้ลองพิจารณาตามลักษณะงานดังต่อไปนี้

งานที่เป็น Non-linear จะแบ่งเป็น 3 แบบหลักๆ คือ

1. Material คือ ค่าวัสดุเป็นแบบ Non-linear ได้แก่ โลหะในช่วงที่เกินค่า Yield Strength, ยาง, พลาสติก เป็นต้น




กราฟ Stress-Strain แสดงขอบเขตการคำนวณของ Linear Static  และ Non Linear

ถ้าหากเราวิเคราะห์งาน Non Linear ด้วย Linear Static  ผลลัพธ์ความเค้น (Stress) ที่ได้จะมากกว่าความเป็นจริงดังกราฟ

2. Geometrical  คือ การบิดงอของชิ้นงาน  ถ้าหากชิ้นงานมีการบิดงอจนเปลี่ยนรูปไปมากๆ จะต้องใช้ Non-linear ในการวิเคราะห์  เนื่องจากรูปร่างที่เปลี่ยนไปทำให้ในขณะที่วิเคราะห์  โปรแกรมจำเป็นต้องมีการอัพเดตรูปร่างของชิ้นงานตลอดเพื่อให้สามารถปรับเปลี่ยนสภาวะต่างๆได้ เช่น การใส่แรงที่ตั้งฉากกับชิ้นงาน  เมื่อชิ้นงานบิดงอไป  ทิศทางของแรงก็ต้องเปลี่ยนตามด้วย

3. Boundary คือ สภาวะในขณะที่วิเคราะห์ไม่คงที่ตลอดเวลา เช่น ขณะที่วิเคราะห์  ตำแหน่งของจุดสัมผัสกันระหว่างชิ้นงานมีการเปลี่ยนแปลง เป็นต้น

จากรูปเปรียบเทียบระหว่างการวิเคราะห์แบบ Non Linear และ Linear Static  จะเห็นว่าขณะที่ชิ้นงานโดนกดลงมา  จุดสัมผัสระหว่างชิ้นงานจะมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา  ทำให้จำเป็นต้องใช้ Non Linear ในการวิเคราะห์  ส่วนการวิเคราะห์แบบ Static จะไม่สามารถวิเคราะห์งานลักษณะนี้ได้  ทำได้แต่ใส่ระยะกดลงไปเพื่อดูจุดที่จะเสียหายมากที่สุดเท่านั้น

3 ข้อที่คนวิเคราะห์งานเหล็กโครงสร้างมักพลาดกันบ่อย

จากคำถามที่มีบ่อยๆเกี่ยวกับการวิเคราะห์เหล็กโครงสร้าง (Weldment) ผมได้นำมาสรุปเป็นข้อๆ พร้อมทั้งทำวีดีโอสำหรับสอนการวิเคราะห์แบบเป็นขั้นตอนตั้งแต่เตรียมโมเดล  การตั้งค่าเพื่อวิเคราะห์  และการดูผลลัพธ์นะครับ  โดยโมเดลที่นำมาใช้ในการสอนต้องยกเครดิตให้คุณ BT_57 จาก www.solidworksthai.com ที่เป็นผู้สอบถามเรื่องการวิเคราะห์และให้โมเดลนี้มาเพื่อนำมาทำเป็นวีดีโอสอนครับ

ข้อผิดพลาดที่มักเจอกัน

1. สร้าง Mesh ไม่ได้  เนื่องจากเราไปใช้การวิเคราะห์แบบ Solid Mesh ทำให้ต้องใช้ Mesh ขนาดเล็กมากจึงจะสร้าง Mesh ได้  แต่บางทีเราลืมไปกำหนดขนาด Mesh ให้เล็กลง  จึงสร้าง Mesh ไม่ได้
วิธีแก้คือให้เปลี่ยนเป็น Beam Mesh จะช่วยให้สร้าง Mesh ได้ง่ายขึ้น  แต่ไม่แนะนำให้ทำ Mesh ขนาดเล็กถ้าไม่จำเป็น  เพราะจะทำให้วิเคราะห์นานและกินทรัพยากรเครื่องคอมพิวเตอร์มากเกินความจำเป็น

2. วิเคราะห์ทั้งโมเดลเกินความจำเป็น  งานโครงสร้างส่วนใหญ่มีความสมมาตร  ดังนั้นเราสามารถลดโมเดลเหลือ 1/2 หรือ 1/4 เพื่อเพิ่มความเร็วในการวิเคราะห์งานได้

3. ใส่แรงผิด  ความผิดพลาดนี้เกิดได้ 2 สาเหตุหลักคือ
     - ทำ Symmetry (ลดโมเดลเหลือ 1/2 หรือ 1/4)  แต่ไม่ได้ลดขนาดของแรงที่ใส่ลง  ทำให้ใส่แรงเยอะกว่าความเป็นจริง
     - เลือก Beam ที่ใส่หลายอันแล้วใส่ขนาดของแรงทั้งหมด เช่น โครงสร้างรับน้ำหนักทั้งหมด 3 ตัน  มีเหล็กรับแรงทั้งหมด 3 แท่ง  ตอนกำหนดในโปรแกรมเราก็เลือกคลิกแท่งเหล็กทั้ง 3 อันแล้วใส่แรงในช่องใส่แรงเป็น 3 ตันเลย  ทำให้น้ำหนักที่โปรแกรมวิเคราะห์คือ 9 ตัน(3ตัน * แท่งเหล็ก 3 แท่ง)

ค่าวัสดุ (material properties) ที่จำเป็นสำหรับการวิเคราะห์งานแต่ละประเภท

ในโปรแกรม SolidWorks จะมีฐานข้อมูลของวัสดุมาให้จำนวนหนึ่งอยู่แล้ว  แต่บางครั้งเราเองก็ต้องการเพิ่มวัสดุของตัวเองเข้าไป  เพื่อให้ได้ผลลัพธ์จากการวิเคราะห์ที่แม่นยำขึ้น  ไม่ว่าจะเป็นเรื่องของน้ำหนักหรือการวิเคราะห์ความแข็งแรงก็ตาม  ปัญหาของคนที่จะใส่ค่าวัสดุของตัวเองมีอยู่ 2 อย่างที่ถามกันบ่อยๆคือ

1. จะใส่วัสดุเพิ่มเข้าไปใน SolidWorks ได้อย่างไร

2. ต้องใส่ค่าวัสดุอะไรบ้างถึงจะใช้วิเคราะห์ Simulation ได้

เราจะมาตอบคำถามข้างต้นกันในบทความนี้

วิธีเพิ่มวัสดุในโปรแกรม SolidWorks

ในหน้าต่างการใส่วัสดุของ SolidWorks จะแบ่งโฟลเดอร์ออกเป็น 2 ส่วนคือ

- ส่วนที่เป็นฐานข้อมูลฝังอยู่ในโปรแกรม  โฟลเดอร์จะเป็นสีเหลือง  ค่าวัสดุในโฟลเดอร์นี้เราไม่สามารถแก้ไขได้  หรือลบทิ้งได้

- ส่วนที่ให้เราเพิ่มหรือแก้ไขได้  โฟลเดอร์จะเป็นสีฟ้า  เราสามารถเพิ่ม  ลบ  แก้ไข  หรือก๊อปปี้ค่าวัสดุจากโฟลเดอร์สีเหลืองมาวางในโฟลเดอร์สีฟ้าเพื่อแก้ไขค่าวัสดุได้

ขั้นตอนการเพิ่มวัสดุในโฟลเดอร์สีฟ้า

ถ้ามีโฟลเดอร์ย่อยอยู่แล้ว  สามารถข้าม 2 ขั้นตอนข้างบนนี้ไปได้เลย

 

 

ต้องใส่ค่าวัสดุอะไรบ้าง

การวิเคราะห์ Simulation แต่ละแบบจะต้องการค่าวัสดุที่แตกต่างกัน  เนื่องจากสมการที่ใช้ไม่เหมือนกัน  การดูว่าการวิเคราะห์ไหนต้องใช้ค่าอะไรบ้างสามารถดูได้จากสีที่ค่าวัสดุนั้นๆในหน้าต่างการใส่วัสดุ

เมื่อเราเลือกฟังชั่นในการวิเคราะห์ที่ต้องการ  แล้วเข้าไปที่หน้าต่างการใส่วัสดุ  เราจะเห็นสีที่ค่าวัสดุ 3 สีคือ

1. สีแดง  จำเป็นต้องใช้ในการวิเคราะห์  ถ้าขาดไปจะวิเคราะห์ไม่ได้  

2. สีน้ำเงิน  อาจจะใช้ค่านี้ในการวิเคราะห์บางกรณี เช่น ในการวิเคราะห์ Static ค่า Thermal Expansion Coefficient จะเป็นสีน้ำเงิน  หมายความว่า ถ้าเรามีการวิเคราะห์การขยายตัวจากความร้อน  ก็จำเป็นต้องใช้ค่านี้  แต่ถ้าไม่สนใจเรื่องความร้อน  ค่านี้ก็ไม่จำเป็น

3. สีดำ  ไม่จำเป็นสำหรับการวิเคราะห์เลย