Đơn Giản Hóa 2D (2D Simplification) trong SOLIDWORKS

Trong SOLIDWORKS Simulation, tùy chọn Đơn Giản Hóa 2D (2D Simplification) cho phép bạn thực hiện các nghiên cứu phân tích tĩnh tuyến tính, phi tuyến, nhiệt, bình áp và thiết kế trên các mô hình 3D đã được xác minh. Đây là các loại nghiên cứu phân tích đặc biệt tận dụng tính đối xứng quanh trục (hình học, tính chất vật liệu, phụ kiện, tải trọng và điều kiện tiếp xúc đều có cùng trục đối xứng) của mô hình 3D hoặc khả năng biểu diễn phân tích mô hình 3D trong một mặt phẳng 2D (phần của việc kéo dài dài). Tùy chọn này giúp giảm kích thước vấn đề và tiết kiệm thời gian phân tích vì số lượng phần tử lưới ít hơn và điều kiện tương tác tiếp xúc đơn giản hơn so với mô hình 3D hoàn chỉnh.

1. Các Tùy Chọn Đơn Giản Hóa 2D Có Sẵn

Các tùy chọn đơn giản hóa bao gồm Plane Stress (Căng Thẳng Mặt Phẳng), Plane Strain (Biến Biên Mặt Phẳng), Extruded (Kéo Dài) (cho phân tích nhiệt) và Axisymmetric (Đối Xứng Trục). Người dùng sẽ chọn tùy chọn phù hợp dựa trên hình dạng và giả định điều kiện biên của mô hình 3D cụ thể cũng như mục tiêu phân tích của họ.

Plane Stress

Ví dụ về tùy chọn đơn giản hóa 2D Plane Stress bao gồm phân tích các tấm hoặc giá đỡ chịu áp lực hoặc tải trọng phân bố, như việc vặn một cái cờ lê để siết chặt một con bu-lông, như trong các hình ảnh dưới đây.

Giả định rằng không có tải trọng tác động theo hướng vuông góc với mặt phẳng cắt và không có biến thiên căng thẳng dọc theo hướng đó.

Plane Strain

Tùy chọn Plane Strain được sử dụng cho các mô hình dài theo một hướng so với hai hướng còn lại, ví dụ như một ống dài. Trong hướng vuông góc với mặt phẳng cắt, vật thể không biến dạng và không có biến thiên lực. Tùy chọn này không áp dụng cho các nghiên cứu nhiệt. Ví dụ bao gồm thử nghiệm uốn 3 điểm, ống chịu áp suất nội bộ, cán tấm hoặc nghiên cứu độ cong do áp suất nước trên tường của hầm hoặc đập.

Extruded Option

Tùy chọn Extruded dành riêng cho các nghiên cứu nhiệt và được sử dụng để định nghĩa tải nhiệt liên tục theo hướng kéo dài.

Axisymmetric

Axisymmetric được sử dụng cho các mô hình 3D mà hình học, tải trọng, ràng buộc và tiếp xúc đều có cùng trục đối xứng.

2. Định Nghĩa Phụ Kiện

Khi định nghĩa các phụ kiện, không có ràng buộc nào được áp dụng theo hướng vuông góc với mặt phẳng cắt. Do đó:

• Ràng buộc bản lề (Hinge Restraint) dọc theo cạnh tròn sẽ khiến cạnh đó chỉ xoay quanh trục của nó.
• Ràng buộc Roller/Slider trên cạnh được chọn sẽ khiến cạnh đó không di chuyển theo hướng vuông góc trong mặt phẳng.

Điều này cũng áp dụng cho Symmetry Fixture trong các nghiên cứu đơn giản hóa 2D.

3. Định Nghĩa Lực và Mô Men

Lực có thể được định nghĩa theo hướng trong mặt phẳng vuông góc với cạnh được chọn. Tuy nhiên, phân bố lực không đồng đều hoặc tải trọng chịu lực không được phép cho các nghiên cứu đơn giản hóa 2D. Lực ly tâm chỉ có thể được định nghĩa cho các vấn đề đối xứng quanh trục. Mô-men xoắn có thể được áp dụng quanh trục vuông góc với mặt phẳng cắt cho các vấn đề Plane Stress và Plane Strain.

4. Hạn Chế Khi Sử Dụng Đơn Giản Hóa 2D

Không khuyến nghị áp dụng điều kiện biên – tải trọng hoặc phụ kiện – lên cạnh hoặc đỉnh trùng với trục đối xứng trong các nghiên cứu đối xứng trục 2D. Nếu cần định nghĩa tải trọng hoặc phụ kiện lên cạnh hoặc đỉnh trùng với trục đối xứng trong 2D Axisymmetric, nên xem xét sử dụng nghiên cứu 3D, nhưng chỉ mô hình hóa một khối nêm nhỏ của hình học, tức là sử dụng 30 hoặc 10 độ của hình học thay vì toàn bộ 360 độ.

Có một số hạn chế trong việc sử dụng các tính năng trong các nghiên cứu đơn giản hóa 2D:

• Các tính năng đơn giản hóa mô hình như Treat as remote mass/load, Make rigid, Virtual connectors – spring, bolt, pin, bearing, spot weld, link và Rigid connectors không có sẵn.
• Elastic support và bearing fixtures không khả dụng với các nghiên cứu đơn giản hóa 2D.
• Các hiệu ứng dòng chảy từ các nghiên cứu Flow Simulation không thể được nhập vào các nghiên cứu 2D.
• Tùy chọn Large displacement không có sẵn cho các nghiên cứu tĩnh tuyến tính 2D.

5. Kết Quả Phân Tích

Kết quả của các nghiên cứu đơn giản hóa 2D có thể được vẽ lại trong 3D bằng cách sử dụng tùy chọn Show as a 3D plot trong định nghĩa kết quả. Đối với các loại nghiên cứu Plane Stress, Plane Strain và Extruded trong 2D, kết quả được kéo dài theo độ sâu của phần rẽ và giống nhau cho tất cả các phần cắt ngang song song với mặt phẳng cắt.

Đối với loại phân tích Axisymmetric, kết quả được xoay quanh trục đối xứng 330º và giống nhau cho tất cả các phần cắt ngang quanh trục quay.

6. Tóm Lược

Các nghiên cứu đơn giản hóa 2D cho các mô hình 3D phù hợp sẽ giúp người dùng chạy phân tích nhanh hơn, từ đó tăng tốc quá trình kiểm tra thiết kế sản phẩm ảo và quy trình phát triển sản phẩm tổng thể.

Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn những thông tin cần thiết về cách sử dụng tùy chọn Đơn Giản 

---

Hóa 2D trong SOLIDWORKS Simulation. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào hoặc cần hỗ trợ thêm, đừng ngần ngại tham gia các cộng đồng thiết kế hoặc liên hệ với chúng tôi để được tư vấn chi tiết hơn.

7. Xem Thêm Bài Viết Liên Quan

 Ren (Cosmetic Threads) Trong SOLIDWORKS

Thể Hiện Chi Tiết Bên Trong Bằng Broken-Out Section View

—Đơn Giản Hóa 2D (2D Simplification) trong SOLIDWORKS—