آموزش تخصصی نرم افزارهای مکانیک

نرم افزار کتیا :

نرم افزارCATIA یکی از قویترین نرم افزارهای طراحی،تولید و تحلیل به کمک کامپیوتر یا CAD/CAM/CAE در دنیا است که هم اکنون بعنوان یکی از بهترین نرم افزارهای CAD/CAM/CAE در سطح جهانی وکشورعزیزمان بصورتی وسیع مورد استفاده قرار میگیرد . این نرم افزار دارای کاربردهای وسیعی است که شاید به همین دلیل کار کردن با آن به نظر سخت می آید. نرم افزار CATIA دارای بیش از 100 ماژول (بسته کاری ) می باشد که در زیر به برخی از آنها اشاره میگردد:

1- محیطهای مدل سازی (Solid Model) : این قسمت که در زیر مجموعه ماژول Mechanical Design قرار دارد برای مدل کردن قطعات توپر (Solid) و مجموعه مونتاژی ، طراحی قالب ، طراحی مدل های ورقکاری (Sheetmetal)، نقشه کشی صنعتی ،تلرانس گذاری و ... استفاده میشود .

مدل سازی سطوح : ( Shape ) این قسمت علاوه برساخت سطوح پیچیده قابلیت انجام مدلسازی روی ابر نقاط و فایلهای حاصل ازاسکن سه بعدی را نیز دارا است .

2- محیط ماشینکاری : پس از ساخت مدل به کمک قابلیتهای محیط ماشینکاری براحتی میتوان عملیات ماشینکاری موردنیاز برای تهیه قطعه مدل شده از روی قطعه خام را تعریف کرده و هر مرحله ازماشینکاری را بصورت متحرک ( انیمیشن) مشاهده کنید.

3- محیط تحلیل المان محدود : به کمک قابلیتهای این محیط میتوانید قطعات و مدلهای مونتاژی ساخته شده در این نرم افزار را تحلیل کرده و مواردی مانند تغییرشکل ،توزیع تنش و ... را در آنها بدست آورد .

4- طراحی و تحلیل مکانیزمها : به کمک این قابلیت از نرم افزار Catia میتوانید پس از تعریف اتصالات بین اجزای مختلف مکانیزم ،حرکت مکانیزم را مشاهده کرده و آنرا تحلیل کنید.

یکی از مهمترین قابلیتهای این نرم افزار این است که به کاربر اجازه می دهد به راحتی که از یک محیط کاری به محیط کاری دیگر منتقل گردد. به عنوان مثال شما پس از این که در محیط Digitized Shape Editor از یک ابر نقاط اسکن تهیه کردید به راحتی می توان در محیط Genrative Shape Design و یا Free Style از آن Surface تهیه کنید. زیرا همانطور که شاید اطلاع داشته باشید برای اینکه بتوانید مدل خود را از یک محیط به محیط دیگر ببرید ابتدا نیاز است که مدل خود را به صورتی ذخیره و یا Import کنید که نرم افزار دیگر قابلیت خواندن این اطلاعات را داشته باشند و احتمالا در این انتقال مدل شما ممکن است Data lost داشته باشد.

نرم افزار سالید ورک :
سالید ورکز یک نرم‌ افزار سه بعدی طراحی مکانیکی است که که بر روی مایکروسافت ویندوز اجرا می‌شود و توسط شرکت سالید ورکز (که اکنون زیر مجموعه‌ای از شرکت دسالت سیستمز فرانسه‌ است) توسعه یافته. این نرم‌ افزار اکنون یکی از محبوب ترین نرم‌افزارها در زمینه طراحی 3 بعدی مکانیکی است.
محیط‌های سالید ورکز :
نرم‌افزار سالید ورکز دارای 3 محیط اصلی می‌باشد که عبارتند از: قطعه، مونتاژ، نقشه کشی

قطعه (Part) :
هر سیستم مکانیکی از قطعات و اجزا مختلفی تشکیل یافته‌است.برای طراحی یک مکانیزم به صورت کامل بایستی ابتدا هر یک از اجزا و قطعات آن را به صورت مجزا طراحی نمود. این کار در محیط Part صورت می‌گیرد. نقطه آغاز کار در این محیط یک نقشه(Sketch) دوبعدی یا سه بعدی است که از آن برای ساختن یک شکل خام استفاده می‌شود. در این بخش از نوار ابزار (Feature) بیشترین استفاده صورت می‌گیرد.همچنین در محیط (Part) امکانات مناسبی برای طراحی قالب‌های تزریق پلاستیک، ورقکاری، جوش دادن قطعات و غیره وجود دارد.

مونتاژ (Assembly) :
پس از اینکه قطعات به صورت مجزا در محیط (Part) ایجاد شدند آنها را وارد محیط (Assembly) میمایند. در اینجا با اعمال قیود خاص توسط دستور (Mate) از نوار ابزار (Assembly) قطعات مجزا را به یکدیگر مرتبط می‌کنند. از جمله این قیود می‌توان به موازی (Parallel)، هم مرکز (Cocenteric)، عمود (Perpendicular) و یا قیود پیشرفته نظیر قیود ایجاد چرخ دنده یا بادامک اشاره نمود. یکی از امکانات جالب در این محیط امکان ایجاد تسمه برای پولی‌ها است که آنها را به یکدیگر مرتبط می‌کند.

از دیگر امکانات جالی توجه گزینه تشخیص تداخل (Interference Detection) است که به طراح اجازه می‌دهد تا با بررسی قطعه پس از مونتاژ، تداخل‌های احتمالی را با سایر قطعات تشخیص داده و نسبت به رفع آن اقدام نماید. در این محیط می‌توان با اعمال سرعت خطی و سرعت زاویه‌ای و همچنین شتاب ثقل، عملکرد مکانیزم را برآورد نموده تا تقریبی از کار مکانیزم به دست آید.

نقشه کشی (Drawing) :
در این محیط می‌توان اقدام به طراحی نقشه‌های دو بعدی نموده و یا از قطعات و مکانیزم‌هایی که در دو محیط قبلی ساخته شده‌اند استفاده نمود. قابلیت‌های متعدد این محیط یک تخته رسم الکترونیکی را برای کابر به ارمغان می‌آورد که براحتی می‌تواند هر گونه ترسیمی را به شکل دلخواه و بدون مشکلات استفاده از راپیدوگراف و غیره در کوتاهترین زمان انجام دهد. از جمله قابلت‌ها می‌توان به اندازه گذاری خودکار نقشه‌های ایجاد شده از روی قطعات، تعیین نوع هاشور برای سطح مقطع با توجه به جنس قطعه، تعیین نوع خطوط و غیره اشاره کرد.


نرم افزار مکانیکال دسکتاپ :
این نرم افزار از رایج ترین ومهمترین نرم افزار های طراحی ونقشه کشی است.
این نرم افزار در عین سادگی قابلیت های فراوانی دار دو همین امر سبب شده که کاربرد وسیعی در صنعت داشته باشد.
با وجود این که نرم افزار Mechanical Desktop رو به عنوان یک نرم افزار طراحی دو بعدی می شناسند اما این نرم افزار تواناهای فوق العادهای از خود برای طراحی سه بعدی نشان می دهد.
شاید بشه گفت که نرم افزار Mechanical desktop از پرکاربردترین نرم افزار های طراحی ونقشه کشی در کشورمان است.البته اتوکد صنعتی رو نباید فراموش کرد.
در اکثرشرکت ها وکار خانه هاکه کار نقشه کشی یا طراحی انجام می شوداین نرم افزار به عنوان نرم افزار اصلی به کار می رود.
فراگیری این نرم افزار از اولویت های مورد نیاز دانشجویان مهندسی مکانیک می باشد.به بیان دیگر شاید بتوان گفت از نخستین نرم افزار هایی که یک دانشجو در زمینه طراحی ونقشه کشی باید بیاموزد همین نرم افزار است.
بسیاری از دانشجویان به گمان این که با وجود نرم افزار های جدیدترمثل Catiaاین نرم افزار دیگر کارایی خود را از داده به فراگیری ان توجه نمی کنند
اما با ورود به محیط کار در میابندکه این نرم افزار به دلیل ویژگی هایی که برای ان ذکر شد همچنان رایج ترین نرم افزار در صنعت می باشد.
نرم افزار اتوکد:
اتوکد، نرم‌افزاری است که برای ترسیم نقشه‌های مهندسی و صنعتی به کار میرود. این نرم افزار از محصولات شرکت آمریکایی اتودسک است. کاربران اتوکد امکان استفاده از محیطهای دو و سه بعدی را دارند. به طور کلی میتوان اتوکد را جایگزینی مناسب برای میز و وسایل نقشه کشی مهندسان دانست.

معرفی گروه درسی نقشه کشی ساختمان:
هدف کلی این رشته پر کردن خلاء بین مهندسین عمران و کارکنان ساختمانی می باشد در این دوره دانشجویان با دیپلم و امتحان ورودی وارد شده و دروس نقشه کشی ساختمان را از ابتدا تا انتها ( مبانی ، سازه های ماسونری سنتی، اسکلت فلزی و بتونی و طراحی و اتوکد مقدماتی و اتوکد پیشرفته با آخرین نسخه های ارائه شده) زیر نظر استادان مجرب پاس نموده، و بعد از اتمام دوره دانشجویان از نظر نقشه کشی با دست و کامپیوتر در سطح بسیار بالایی قرار دارند. طبق آمار اکثریت فارغ التحصیلان با حقوق بسیار خوب به عنوان مهندسین مشاور در شرکتها مشغول به کار می شوند .

معرفی دوره نقشه کشی صنعتی :
پیشرفت و توسعه محصولات صنعتی باعث شده تا برای سهولت و افزایش دقت در تولیدات صنعتی ، طرحهای اولیه بصورت نقشه های دو بعدی مستند سازی شوند . از آنجا که برای مستند سازی این طرحها می بایست محصولات صنعتی را بصورت دو بعدی ترسیم نمودلذا قوانین متعددی در جهت تهیه نماهای لازم ، انواع برشها ، جزئیات و سایر موارد تعیین و تعریف گردد . مجموعه این قوانین طی دوره هایی تحت عنوان نقشه کشی صنعتی به دانشجویان آموزش داده می شود . با پیدایش کامپیوتر ، عرصه صنعت نیز دچار تغییر و تحولات و پیشرفتهای فراوانی شد . این پیشرفتها در نقشه کشی صنعتی ابتدا در محدوده ترسیم دو بعدی نقشه ها بصورت کامپیوتری با سرعت و دقت بیشتر خود را نشان داد اما امروزه ترسیم مدلهای سه بعدی ، تحلیل مکانیکی و حتی تولید به کمک کامپیوتر نقش به سزایی در تولید محصولات صنعتی ایفا می کند.


نرم افزار انسیس :
نرم افزار ANSYS از دسته ابزارهای تحلیلی است که از روش اجزای محدود برای مدلسازی و تحلیل در آن استفاده می شود. روش اجزای محدود برای حل مسائل پیچیده با هندسه، نوع مصالح و بارگذاری دلخواه ابداع گردیده است. در این روش مدلهای پیچیده ابتدا به اجزای کوچکتر قابل حل تقسیم شده و سپس با ترکیب نتایج بدست آمده از حل هر جزء با یکدیگر پاسخ کل مدل در هر نقطه بدست می آید. برتری تحلیل مسائل متنوع از یک طرف و ارتقاء تجهیزات کامپیوتری از طرف دیگر باعث شده است که کاربرد روش اجزای محدود و در نتیجه نرم افزارهای بر پایه آن رواج یابد.

ابزارهای پیش بینی شده در ANSYS امکان تحلیل انواع مختلف سازه ها مانند قاب، مخزن، سد، پل ... و اجزای سازه ای مانند اتصالات فولادی، اعضای فولادی یا بتنی، ایزولاتورها، ... را به روشهای مختلف فراهم ساخته است. از آن جمله می توان به تحلیلهای استاتیکی، بارگذاری رفت و برگشتی، مودال، تاریخچه زمانی، طیفی و ... اشاره کرد. برای شبیه سازی شرایط مختلف تکیه گاهی گزینه های متعددی بصورت شتاب، جابجایی، نیرو و یا لنگر با الگوهای مختلف در دسترس هستند که بطور ثابت یا متغیر با زمان قابل استفاده اند. همچنین مدلهای رفتاری مختلفی از مصالح شکل پذیر و ترد مانند مدلهای دو و چند خطی فولاد، مدل دراگر- پراگر و مدل شکست بتن در آن پیش بینی شده است که در حوزه رفتار غیر خطی بکار می روند.

وجود المانهای مختلف با قابلیتهای خاص از ویژگیهای ANSYS است. دسته های مختلف المانها مانند المانهای خطی Beam، Link و Pipe بصورت دو و سه بعدی، المانهای پوسته ای (انواع Shellها، یک لایه، چند لایه، غشایی، خمشی)، المانهای حجمی (انواع Solidها) با رفتار خطی و غیر خطی، المانهای تماسی با فاصله اولیه و فاقد سختی کششی (Contact)، فنرهای غیر خطی (Combin)، کابل، المان کنترلی، المان صلب، جرم متمرکز و ... انعطاف پذیری ویژه ای برای مدلسازی حوزه وسیعی از سازه ها و اجزای سازه ای در این نرم افزار فراهم ساخته اند.
با وجود ویژگیهای فراوان نرم افزار ANSYS و نرم افزارهای مشابه در مدلسازی و تحلیل، همواره باید به خاطر سپرد که در بررسی تحلیلی یک مدل، دیدگاه مهندسی و ذکاوت کاربر در فرآیند ساخت، تحلیل و کنترل نتایج، مهمترین نقطه اتکاء برای تأیید صحت نتایج است و بکارگیری چنین نرم افزارهایی صرفاً به عنوان ابزاری برای ساده تر کردن و سرعت بخشیدن به فرآیند طراحی است.
به همین دلیل قبل از بکارگیری هر ویژگی یا گزینه تحلیلی، مناسب است که مطالعات کافی درباره نحوه کارکرد و تئوریهای وابسته به روش تحلیلی، نوع المان و مشخصات مصالح صورت گیرد.

نرم افزار اباکوس
مجموعه ای از برنامه های شبیه سازی قدرتمند مهندسی است که بر پایه روش اجزای محدود بنا نهاده شده و می‌تواند مسایلی با طیف گسترده از یک تحلیل خطی نسبتاً ساده تا تحلیل‌های غیرخطی بسیار پیچیده را حل کند.
آباکوس (ABAQUS) شامل کتابخانه گسترده ای از المان‌ها است که می‌تواند هر نوع هندسه ای را به صورت مجازی مدل‌سازی کند. همچنین این برنامه شامل لیست گسترده ای از مدل‌های رفتار ماده است که می‌تواند رفتار اغلب مصالح مهندسی مانند فلزات، لاستیک، پلیمرها، کامپوزیت‌ها، بتن مسلح، فوم‌های شکننده و حتی مصالح ژئوتکنیکی مثل خاک و سنگ را نیز شبیه سازی کند.

از آنجایی که آباکوس (ABAQUS) به گونه ای طراحی شده که یک وسیله شبیه سازی عمومی با قابلیت‌های فراگیر باشد از آباکوس (ABAQUS) می‌توان برای حل مسایلی که خارج از حیطه مسایل مهندسی (تنش-کرنش) است نیز استفاده نمود.
نرم افزار آباکوس می‌تواند شبیه سازی مسایلی با تنوع فراوان همانند انتقال حرارت، انتشار جرم، مدیریت حرارت اجزای الکتریکی (تحلیل‌های کوپله الکتریکی حرارتی)، مسایل مربوط به صوت، مکانیک خاک (تحلیل‌های کوپله ای جریان آب منفذی - تنش) و تحلیل‌های پیزوالکتریک را انجام دهد.ABAQUS قابلیت‌های گسترده ای را برای شبیه سازی در کاربرد های خطی و غیرخطی فراهم می‌کند.
مسایلی که دارای اجزای متعدد و مصالح مختلف هستند را می‌توان با تعریف هندسه هر جز و اختصاص دادن مصالح تشکیل دهنده آن و سپس تعریف اندر کنش بین این اجزا شبیه سازی کرد. در تحلیل‌های غیرخطی آباکوس (ABAQUS) به صورت خودکار نمو بار و واداری همگرایی Convergence tolerance مناسب را انتخاب و به طور پیوسته در طول تحلیل این پارامترها را تنظیم می‌کند تا از بدست آمدن نتایج دقیق اطمینان حاصل شود.
www.mechanichome.com