Как Autodesk Netfabb оптимизирует топологию деталей?

Топологическая оптимизация деталей — процесс выбора наилучшего варианта изделия с учетом условий эксплуатации, весовых, прочностных и прочих технологических характеристик в рамках, определенных условиями конкретного производства. Другими словами, сначала формируется общая заготовка, а потом корректируется ее структура с удалением некоторого количества лишнего внутреннего материала до получения модели с заданными параметрами прочности и габаритов при минимальном весе. Операции такого рода можно выполнять с использованием комплексного решения Netfabb в составе популярного Autodesk. Расширенное описание возможностей этой программы представлено на странице: https://www.pointcad.ru/product/autodesk-netfabb.

Возможности оптимизатора: краткий обзор утилиты

Оптимизация топологии изделий реализуется с использованием особой утилиты, работающей под управлением решателя Nastran. Встроенный продукт позволяет автоматизировано превращать общие заготовки, полученные путем импорта из различных САПР, в облегченные системы в виде решетчатой структуры, заключенной в определенную оболочку. При этом их можно оптимизировать по различным параметрам (масса, объем, прочность и пр.), сохраняя требуемый уровень надежности с учетом условий эксплуатации.

Важно и то, что корректировка характеристик с помощью утилиты возможна как в отношении всего изделия, так и выделенных участков. Тем самым создается образец с разнородной по плотности структурой. Пользователь может формировать внутри заготовки выделенные зоны неравномерной по осям упругости, чередовать пористые фрагменты с гладкими, эластичные секции с жесткими и пр.

Перечень свойств, доступных к корректировке с помощью утилиты оптимизации, довольно широк и ограничивается квалификацией и опытом конструктора. В базе приложения обширная линейка типовых комбинаций решетчатых структур. Плюс к этому можно создавать персональные образцы, используя интуитивно понятный редактор.

Существует две технологии оптимизации изделий с помощью Netfabb:

  1. Исходное моделирование (ИМ) или оптимизация типовой заготовки.
  2. Порождающее моделирование (ПМ) или оптимизация топологии вновь создаваемого изделия.

Алгоритм оптимизации

Типовая оптимизация различных изделий с использованием уникальной утилиты Netfabb осуществляется в следующем порядке:

  • импорт исходной заготовки из САПР или генерирование новой;
  • формирование решетчатой структуры внутри исходной оболочки;
  • расчет параметров с учетом предполагаемых нагрузок;
  • оптимизация изделия в соответствии с результатами расчетов.

Особенности порождающего моделирования

По сравнению с технологией ИМ оптимизация топологии (ПМ) отличается тем, что утилита самостоятельно «придумывает» (проектирует) форму будущего изделия с учетом прочностных и прочих параметров, заданных пользователем. В результате могут получаться нехарактерные для человеческого разума конструкции, сходные с костной структурой растений или животных.

Помимо уникальной формы и дизайна, оптимизированные образцы отличаются сложным строением, которое невозможно получить путем даже инновационного традиционного производства. Реализовать конструкцию, полученную в результате оптимизации типологии, можно лишь с использованием трехмерной печати.