ผลลัพธ์ที่ได้จาก Simulation มีอะไรบ้าง Part 5/5

ในบทความก่อนๆ  เราได้รู้จักผลลัพธ์ค่าต่างๆกันไปแล้วนะครับ  สำหรับบทความนี้เราจะมาดูเครื่องมือต่างๆที่ช่วยให้เราดูผลลัพธ์กันได้ง่ายมากขึ้น

การเข้าไปที่เครื่องมือต่างๆนั้น  เราจะต้องแสดงผลลัพธ์ตัวนั้นๆก่อน  จากนั้นก็คลิกขวาที่ผลลัพธ์ที่เราต้องการใช้เครื่องมือ  ดังเช่นรูปภาพด้านล่าง

สำหรับเครื่องมือต่างๆที่จะแนะนำมีดังต่อไปนี้
1. Section Clipping  คือ เครื่องมือสำหรับตัด Section เหมือนกับเวลาเราตัดชิ้นงานเพื่อดูภาพใน  แต่สำหรับผลลัพธ์ Simulaiton จะต้องใช้เครื่องมือนี้แทน

2. Iso Cliping  คือ เครื่องมือสำหรับแสดงบริเวณเนื้อชิ้นงานที่มีค่ามากกว่าที่เรากำหนด  เช่น ถ้าเราดูค่า Stress แล้วกำหนด Iso Cliping ไว้ที่ 200 MPa  โปรแกรมก็จะแสดงเฉพาะบริเวณที่มีค่า Stress มากกว่า 200 MPa ให้เราเห็น  ทำให้สามารถระบุตำแหน่งที่ค่า Stress สูงๆ ซึ่งมีความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายได้ง่ายมากขึ้น

ในทางกลับกันถ้าเราคลิกที่ปุ่ม Reverse โปรแกรมก็จะแสดงบริเวณที่ค่า Stress น้อยกว่าที่กำหนดไว้แทน  ทำให้เราทราบว่าจุดไหนที่ชิ้นงานไม่ค่อยได้ช่วยรับแรง  เราก็สามารถลดเนื้อชิ้นงานบริเวณนั้นๆ เพื่อให้ชิ้นงานเบาลงได้

3. Mesh Sectioning  คือ เครื่องมือที่มาใหม่ในเวอร์ชั่น 2016 ลักษณะคล้ายกับ Section Cliping  แต่เครื่องมือนี้ทำให้เราตัด Section โดยอ้างอิงจาก Mesh ที่สร้าง  ทำให้เราทราบว่าค่าที่ดูอยู่มีลักษณะ Mesh เป็นอย่างไรด้วย

          เครื่องมือทั้ง 3 ชนิดข้างต้น  เมื่อดูผลลัพธ์ได้ตามต้องการแล้วต้องการทำให้ภาพชิ้นงานกลับมาเต็มชิ้นเหมือนเดิม  จะต้องเข้าไปที่เครื่องมือนั้นๆอีกครั้งหนึ่ง  แล้วเลือกคำสั่ง Cliping on/off เพื่อสั่งให้เครื่องมือนั้นๆทำงานหรือปิดการทำงาน

4. Probe  คือ เครื่องมือสำหรับการแสดงผลเป็นจุดๆหนึ่ง  ซึ่งปกติแล้วค่าที่เราเห็นจะเป็นเฉดสี  ซึ่งการจะบอกว่าสีนี้มีค่าเท่าไรเป็นเรื่องยาก  ดังนั้นถ้าเราต้องการวัดค่าที่จุดใดจุดหนึ่งจะใช้ Probe เป็นตัวช่วยแสดงผล

หวังว่าบทความนี้จะช่วยคนที่ต้องอ่านผลลัพธ์แบบจริงจังและผู้ที่ออกแบบหรือพัฒนาชิ้นงานได้นะครับ

สำหรับคนที่ต้องการเรียนรู้แบบเป็นหลักสูตร  ตอนนี้ทาง SolidWorks Simulation Adviser ได้เปิดคอร์สอบรม 2 คอร์ส คือ
- SolidWorks Simulation เป็นคอร์สสำหรับการวิเคราะห์ความแข็งแรงของชิ้นงาน  ดูรายละเอียดคลิกที่นี่
- SolidWorks Flow Simulation เป็นคอร์สสำหรับการวิเคราะห์ของไหล  ดูรายละเอียดคลิกที่นี่
ผู้ที่สนใจสามารถเลือก วันและสถานที่ ได้จากลิ้งลงทะเบียนนะครับ

สอบถามเพิ่มเติมติดต่อ

คุณพลวัฒน์ (บอล)

Tel. 087-489-7265

Line ID : ballastro

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

ผลลัพธ์ที่ได้จาก Simulation มีอะไรบ้าง Part 4/5

หลังงานที่ดูผลลัพธ์ทั้งค่า Stress และ Displacement กันไปแล้ว  คราวนี้เรามาดูเรื่อง Safety Factor กันบ้างนะครับ

สำหรับค่า Safety Factor หรือ Factor of Safety หรือ ค่าความปลอดภัย  ซึ่งจะใช้คำไหนก็ความหมายเดียวกัน คือ ค่าที่คนออกแบบชิ้นงานนั้นๆ เผื่อเอาไว้เพื่อความปลอดภัยในการใช้งานนั่นเอง  ซึ่งในคำนวณหาค่า Safety Factor นั้นก็มีหลายแบบขึ้นอยู่กับว่าเรากำลังวิเคราะห์งานแบบไหน  หรือใช้วัสดุอะไรอยู่  ซึ่งผมจะขออธิบายแบบง่ายๆ ไม่ลงไปในทฤษฎีลึกละกันนะครับ

วิธีคำนวณ Factor of safety ที่โปรแกรมสามารถคำนวณได้มีดังนี้
1. Maximum von Mises stress
2. Maximum shear stress (Tresca)
3. Mohr-Coulomb stress
4. Maximum Normal stress
สำหรับการวิเคราะห์วัสดุ Composite จะเพิ่มรูปแบบการคำนวณขึ้นมาอีก 3 ชนิดดังนี้
5. Tsai-Hill Criterion
6. Tsai-Wu Criterion
7. Maximum Stress Criterion

ถ้าหากเราไม่ได้เลือกวิธีคำนวณแบบใดเป็นพิเศษ  แต่เลือกเป็น Automatic โปรแกรมจะไปดูจากวัสดุที่เราเลือกใช้ว่าในวัสดุนั้นๆกำหนดไว้ว่าจะให้ใช้วิธีการคำนวณแบบไหน  แล้วแสดงเป็นผลลัพธ์ออกมาให้เราเอง

แต่ถ้าหากเราไม่ได้กำหนดวิธีคำนวณความเสียหายในค่าวัสดุด้วย  โปรแกรมจะใช้วิธี Mohr-Coulomb คำนวณให้นะครับ  โดยส่วนตัวแล้วผมจะใช้อยู่หลักๆ 2 ตัวก็คือ
- Maximum von Mises stress  ซึ่งใช้สำหรับพิจารณาวัสดุเหนียว
- Mohr-Coulomb stress  ซึ่งใช้สำหรับวัสดุเปราะ

โดยส่วนใหญ่แล้ววัสดุในทางวิศวกรรมที่ใช้กันมักจะเป็นวัสดุเหนียว  แต่งานบางอย่างก็ใช้โลหะที่มีการชุบแข็ง  ทำให้กลายเป็นวัสดุเปราะ  หรืออาจจะวิเคราะห์วัสดุจำพวกแก้วซึ่งก็เป็นวัสดุเปราะเหมือนกัน  ดังนั้นเวลาดูผลลัพธ์ค่า Factor of safety ก็เลือกทฤษฎีให้ถูกต้องด้วยนะครับ

แผ่นสอน Simulation Nonlinear

สวัสดีครับ  วันนี้ผมมีแผ่นสอนใหม่มาแนะนำให้ทุกๆท่านรู้จักกันนะครับ  แผ่นสอนนั้นคือ SolidWorks Simulation Nonlinear นั่นเอง

สำหรับคนที่สงสัยว่าแล้ว Nonlinear คืออะไร  ต่างกับ Linear Static ตรงไหน  สามารถศึกษาดูได้ในบทความนี้นะครับ
Non-linear Analysis VS Linear Static Analysis

สำหรับแผ่นสอนนี้ผมจะเน้นไปที่ทฤษฎีเกี่ยวกับวัสดุต่างๆ ที่ต้องใช้การวิเคราะห์ Nonlinear  สอนเครื่องมือที่แตกต่างจากการวิเคราะห์แบบ Linear Static (ส่วนใหญ่เหมือนกัน  แต่ต่างแค่บางจุด) รวมถึงอธิบาบความแตกต่างระหว่างงานที่ได้จากการวิเคราะห์แบบ Nonlinear กับ Linear Static

ใครที่สนใจสามารถดูข้อมูลในแผ่นสอนได้ที่นี่

ผลลัพธ์ที่ได้จาก Simulation มีอะไรบ้าง Part 3/5

สวัสดีครับ  ขอโทษด้วยที่หายไปนานเลย  คราวนี้เรามาดูกันต่อเรื่องผลลัพธ์ Displacement กันบ้างนะครับ

Displacement ที่สามารถดูได้มีหลายประเภท  แต่ที่ใช้กันหลักๆจะมีอยู่ 4 ตัวด้วยกันคือ
1. URES  คือ ระยะที่ชิ้นงานบิดงอไปแบบระยะขจัด  เพราะชิ้นงาน 3 มิติจะมีการบิดงอได้ทั้งในแนวแกน X, Y, Z ดังนั้นระยะที่รวมทั้ง 3 แนวแกนคือค่า URES
2. UX Displacment  คือ ระยะที่ชิ้นงานบิดงอตามแนวแกน X
3. UY Displacment  คือ ระยะที่ชิ้นงานบิดงอตามแนวแกน Y
4. UZ Displacment  คือ ระยะที่ชิ้นงานบิดงอตามแนวแกน Z

ปกติแล้วทิศทาง X, Y, Z จะอ้างอิงจาก Global Coordinate ของไฟล์ Part หรือ Assembly นั้นๆ  แต่ว่าเราเปลี่ยนแกนอ้างอิงได้โดยสร้าง Global Coordinate ของตัวเองขึ้นมาและกำหนดให้การแสดงผลลัพธ์เป็นไปตามแกนอ้างอิงใหม่

นอกจากการอ้างอิงมาแนวแกน X, Y, Z แล้ว  เรายังสามารถเปลี่ยนทิศทางเป็นแบบ Radial(ทิศทางตามแนวรัศมี), Tangential (ทิศทางตามแนวเส้นรอบวง), Axial(ทิศทางตามแนวแกนหมุน)  ซึ่งการดูผลลัพธ์แบบนี้เหมาะกับชิ้นงานที่เป็นทรงกระบอกหรือทรงกลม

ภาพตัวอย่างที่ผมเอามาแสดงประกอบการอธิบายอาจจะมีค่า Displacement อย่างเดียว  แต่การเปลี่ยนทิศทางนี้สามารถทำที่ผลลัพธ์อื่นๆ เช่น Stress, Strain ได้ดัวยนะครับ

ผลลัพธ์ที่ได้จาก Simulation มีอะไรบ้าง Part 2/5

ในครั้งที่แล้ว  เราพูดถึงผลลัพธ์โดยรวมว่ามีอะไรบ้าง  แต่คราวนี้เราจะมาลงรายละเอียดเรื่องของผลลัพธ์ Stress กันให้มาขึ้นะครับ  เนื่องจากผลลัพธ์นี้เป็นตัวชี้วัดว่าชิ้นงานของเราจะเกิดความเสียหายขึ้นหรือไม่  แต่ค่า Stress เองก็มีแยกย่อยมีหลายชนิด  ผมจะขอพูดถึงตัวที่เราใช้ดูกันบ่อยๆ ดังต่อไปนี้

1. Von Mises Stress  

คือ ผลลัพธ์ Stress ที่จะแสดงออกมาเป็นค่าแรกในโปรแกรม SolidWorks Simulation  อธิบายง่ายๆคือ เป็นค่า Stress ที่นำผลลัพธ์ Stress ทั้ง 6 แบบ มาเข้าสูตรรวมกันเพื่อหาว่าชิ้นงานได้รับ Stress รวมๆแล้วเท่าไรบ้าง

เรามักจะใช้ค่านี้ในเปรียบเทียบกับค่า Yield Stress ของวัสดุเพื่อดูว่าชิ้นงานเสียหายหรือยัง  โดยถ้าค่า Maximum Von Mises Stress มากกว่า Yield ก็จะถือว่าชิ้นงานเกิดความเสียหายแล้ว

แต่การดูค่า Von Mises Stress อย่างเดียวก็อาจจะไม่ใช่คำตอบทั้งหมด  เนื่องจาก 2 สาเหตุดังนี้คือ
- เราจะใช้การดู Von Mises Stress กับวัสดุเหนียว (ส่วนใหญ่โลหะทั่วไปก็มักจะเป็นวัสดุเหนียว)
- ค่า Von Mises Stress จะบอกทิศทางของแรงไม่ได้  ดังนั้นถ้าค่า Von Mises Stress สูงเกินค่า Yield แต่ชิ้นงานได้รับแรงกด  ชิ้นงานก็อาจจะไม่เสียหาย  เช่น ถ้านำลวดเหล็กมาดึง  ลวดเหล็กอาจจะรับน้ำหนักได้ 1 ตันก็ขาด  แต่ถ้าเอาลวดเหล็กมาทับด้วยน้ำหนัก 1 ตันเหล็กก็อาจจะยังไม่ขาดเป็นต้น

2. Principal Stress

เรียกอีกอย่างว่า ค่าความเค้นในแนวแกนหลัก  ปกติจะใช้ดูวัสดุเปราะว่าเกิดความเสียหายหรึอไม่  แต่ผมจะใช้การดูผลลัพธ์ตัวนี้ควบคู่กับการดูค่า Von Mises Stress ไปด้วย  เนื่องจากค่า Principal Stress สามารถดูทิศทางของแรงที่เกิดขึ้นได้ว่าเป็นแรงดึงหรือแรงกด  โดยแรงดึงจะมีค่า Stress เป็นบวก  ส่วนแรงกดมีค่า Stress ติดลบ

ตัวอย่างการอ่านผลลัพธ์

- งานวิเคราะห์แผ่นเหล็กที่ยึดกันด้วย Bolt โดยแผ่นเหล็กมีเหลืองจะถูกยึดอยู่กับที่  และแผ่นเหล็กสีฟ้าจะถูกงัดขึ้นและมีแรงดันไปด้านข้างด้วย

- ผลลัพธ์ค่า Von Mises Stress จะพบว่าจุดที่ค่า Stress สูงที่สุดอยู้บริเวณ Bolt

- แต่เมื่อแสดงผลลัพธ์ Principal Stress 1 จะเห็นว่าค่า Stress สูงที่สุดอยู่ส่วนล่างของแผ่นเหล็กสีฟ้า  ส่วนจุดที่เป็นค่า Von Mises Stress สูงที่สุดกลับเป็นสีน้ำเงินแทน  เพราะตำแหน่งนั้นชิ้นงานได้รับแรงกดจาก Bolt

- ดังนั้นเราจะสรุปความเสียหายที่เกิดขึ้นได้ว่าตำแหน่งที่ชิ้นงานจะเสียหายจริงควรเป็นด้านล่างแผ่นเหล็กสีฟ้า

หวังว่าบทความนี้จะช่วยให้เราสรุปความเสียหายที่เกิดขึ้นได้ตรงจุดมากขึ้นนะครับ

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

ผลลัพธ์ที่ได้จาก Simulation มีอะไรบ้าง Part 1/5

มีหลายคนเริ่มเข้ามาถามว่าค่า Von mises Stress คืออะไร, ค่า URES คืออะไร, จะดูยังไงว่าชิ้นงานพังรึยัง , สีบนชิ้นงานบอกอะไรบ้าง  ฯลฯ  ซึ่งเรื่องนี้คงจะต้องอธิบายกันยาวพอสมควร  เนื่องจากผมจะต้องขอปูพื้นฐานทั้งทางทฤษฎี(ไม่ลึกมากนะครับ  เอาแค่ให้เข้าใจ  เพราะอยากให้คนที่ไม่ได้มาทางสายวิศวะก็อ่านรู้เรื่อง  ถ้าใครต้องการศึกษาเชิงลึกก็มีหนังสืออยู่มากมายให้เลือกเลยครับ)  แล้วค่อยมาถึงวิธีการใช้งานจริงๆกัน  ดังนั้นสำหรับบทความเริ่มต้นนี้ผมจะขออธิบายแบบกว้างๆก่อน  แล้วค่อยลงไปในรายละเอียดทีละเรื่องนะครับ

ผลลัพธ์ที่ได้จาก SolidWorks Simulation จะมีหลักๆอยู่ 4 อย่างคือ

1. Stress หรือ ความเค้น  ใช้บอกว่าตำแหน่งใดบ้างบนชิ้นงานที่ได้รับแรงกระทำมากน้อยเท่าใด  ทำให้เราทราบว่าตรงไหนบนชิ้นงานจะเสียหาย  หรือตำแหน่งไหนที่แข็งแรงเกินความจำเป็น

2. Displacement หรือ การบิดงอไปจากตำแหน่งเดิม  ใช้บอกว่าตำแหน่งใดๆบนชิ้นงานจะเคลื่อนไปจากจุดเดิมมากน้อยแค่ไหน  แต่ไม่ได้หมายความว่าจุดที่ชิ้นงานเคลื่อนที่ออกไปเยอะสุดจะเป็นจุดที่เสียหาย  ผมขอยกตัวอย่างเรื่อง Spring Board

จากรูปจะเห็นว่าตำแหน่งที่ Spring Board งอมากสุด  กับตำแหน่งที่ Spring Board จะหักถ้ารับน้ำหนักเกิด  อยู่คนละตำแหน่งกัน  ดังนั้นในการดูผลลัพธ์เรื่องความเสียหายเราจะดูจาก Stress เป็นหลัก  ไม่ได้ดูจาก Displacement

3. Stain หรือ ความเครียด  ใช้แสดงว่าเนื้อชิ้นงานตรงตำแหน่งนั้นๆ ยืดออกไปจากเดิมมากน้อยแค่ไหน  ค่านี้จะสัมพันธ์กับค่า Stress  คือตำแหน่งที่ชิ้นงานต้องรับแรงมากจะมีค่า Strain มากด้วย  นอกจากนี้ยังใช้ดูทิศทางแรงที่มากระทำกับชิ้นงานได้  โดยทิศทางของแรงที่ว่าคือ แรงดึง(Tension) และแรงกดอัด (Compresstion)

สำหรับการดูความเสียหายของชิ้นงาน  เรื่องทิศทางแรงก็มีความสำคัญเช่นกัน  ยกตัวอย่างเช่น ถ้าเราเอากระดาษไปรองขาโต๊ะ  กระดาษจะได้รับแรงกดทับหรือแรง Compression นั่นเอง  ต่อให้เราขึ้นไปนั่งบนโต๊ะเพื่อให้กระดาษโดนทับแรงขึ้น  แต่กระดาษก็ไม่ได้ขาด(ยกเว้นตัวหนักมากๆก็ไม่แน่นะครับ 555)  แต่ในทางกลับกัน  ถ้าเราเอากระดาษนั้นไปดึงหรือใส่แรง Tension  ด้วยแรงขนาดเท่ากับตอนกดทับ  กระดาษก็อาจจะขาดตั้งแต่ตอนที่ยังใช้แรงไม่เท่ากับตอนกดทับ

ดังนั้นจะเห็นว่าทิศทางแรงเองก็เป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่ใช้ในการดูความเสียหายของชิ้นงาน  เวลาที่เราดูค่า Stress บางครั้งค่า Stress สูงๆอาจจะเป็นแรงกดทับหรือแรง Compression ก็ได้  แต่ส่วนใหญ่แล้วชิ้นงานจะเสียหายจากแรง Tension เป็นหลัก  เราจึงต้องดูว่าตรงไหนรับแรง Tension มากที่สุดด้วย

4. Factor of safety หรือ ค่าความปลอดภัย  ใช้แสดงว่าการออกแบบของเรามีการเผื่อให้ชิ้นงานได้รับแรงมากกว่าที่บอกไว้ในสเป็คของชิ้นงานนั้นๆเท่าไรบ้าง  ขอยกตัวอย่างเรื่องลิฟท์นะครับ  เวลาที่เราเข้าไปในลิฟท์ก็จะมีบอกว่ารับคนได้ 10 คน เป็นต้น  แต่คนออกแบบเค้าไม่ได้ออกแบบมาให้รับได้ 10 คนพอดี  เพราะถ้าออกแบบให้รับได้ 10 คนพอดี  เวลาคนที่ 11 พยายามจะเบียดเข้ามาลิฟท์ก็จะตกทันที  ซึ่งอันตรายมาก  ดังนั้นคนออกแบบเค้าอาจจะสร้างมาเพื่อให้รับได้ 15 คน  แต่เขียนในสเป็คของลิฟท์ว่ารับได้ 10 คนเพื่อความปลอดภัยนั่นเอง

การใส่แรงเฉพาะจุดที่ต้องการ (Split face)

ในการลดความซับซ้อนของการวิเคราะห์  วิธีหนึ่งที่ได้ใช้กันบ่อยก็คือนำชิ้นงานที่ไม่ได้สนใจวิเคราะห์ออกจากการคำนวณ  ซึ่งจะช่วยลดการสร้าง Mesh ทำให้โปรแกรมใช้ Mesh น้อยลง(ลดจำนวน Ram ที่คอมพิวเตอร์ต้องใช้)  จึงคำนวณผลลัพธ์ได้เร็วขึ้น  แต่การนำชิ้นงานบางส่วนออกไปก็อาจทำให้เกิดปัญหา เช่น จะวิเคราะห์ชิ้นงานที่โดนหัวกดรูปวงกลมกดลงมา  ถ้าเราเอาหัวกดออกแล้วใส่แค่แรงแทน  จะทำได้อย่างไร  ดังนั้นบทความนี้เราขอนำเสนอเรื่องเบสิคที่ได้ใช้บ่อยๆ  นั้นก็คือ  วิธีการกำหนดแรงกระทำ  หรือการกำหนดจุดจับยึดบนพื้นผิวเล็กๆบางส่วนที่ต้องการ

ขั้นตอนการทำงาน
1. วาดรูปพื้นที่ที่ต้องการใส่แรงกระทำ  หรือจับยึด  บนผิวที่ที่ต้องการ   ด้วยคำสั่ง Sketch

2. ใช้คำสั่ง Split Line  ซึ่งอยู่ใน แถบ Feature >> Curve >> Split face
3. คลิกเลือกเส้น Sketch ที่วาดเอาไว้  และพื้นผิวที่ต้องการกำหนดแรงหรือจุดจับยึด

4. เราจะได้พื้นที่ผิวที่ต้องการออกมา  จากนั้นก็กำหนดแรงกระทำหรือจุดจับยึดได้เลย

หวังว่า Tip & Trick นี้จะช่วยให้เราทำงานกันได้ง่ายขึ้นนะครับ

รับวิเคราะห์  ให้คำปรึกษา  และสอนโปรแกรม SolidWorks Simulation  ติดต่อได้ที่
คุณพลวัฒน์ (บอล) 
Tel. 087-489-7265
Line ID : ballastro
E-mail : sim.adviser@gmail.com
FB : SolidWorks Simulation Adviser