câu hỏi ôn tập CADCAE

CÂU HỎI ƠN TẬP Trình bày ý nghĩa việc phát triển sản phẩm? Trình bày quy trình phát triển sản phẩm? Phân tích tiêu chí đánh giá thành cơng q trình phát triển sản phẩm? Trình bày nguyên tắc chung thiết kế kết cấu? Trình bày dạng phần tử hữu hạn quy tắc phân chia phần tử phương pháp phần tử hữu hạn? Trình bày, phân tích sơ đồ tính tốn phương pháp phần tử hữu hạn? Trình bày q trình phân tích mơ hình CAE? Trình bày q trình Thiết lập mơ hình phân tích CAE? Trình bày q trình thiết lập mơ hình phân tích phương pháp phần tử hữu hạn lưu ý xây dựng mơ hình mơ phỏng? 10 Trình bày q trình tạo nút lưới theo phương pháp Cavendish? 11 Trình bày trình tạo nút lưới theo phương pháp Shimada? 12 Trình bày trình tạo phần tử theo phương pháp Lee, tam giác Delaunay? Trả lời Câu 1: ý nghĩa việc phát triển sản phẩm - Tạo lợi cạnh tranh cho doanh nghiệp: Các công ty có ý tưởng sáng tạo đột phá sản phẩm thương hiệu tiên phong việc giải vấn đề người tiêu dùng mang lại nhiều hứng thú tin tưởng số đơng khách hàng, từ mang lợi nhuận chỗ đứng vững thị trường - Tăng trưởng doanh thu: Tuy sản phẩm sản phẩm bán chạy số doanh nghiệp; chúng cung cấp nguồn doanh thu san sẻ rủi ro tài doanh thu dòng sản phẩm khác doanh nghiệp sụt giảm - Đem đến giá trị cho xã hội: Việc phát triển sản phẩm không giúp người tiêu dùng đáp ứng nhu cầu mong muốn ngày đa dạng hóa họ Bên cạnh có sản phẩm đời đánh dấu bước ngoặt góp phần thay đổi xã hội theo hướng tích cực - Ni dưỡng văn hóa nội liên tục đổi mới, cách tân: Một doanh nghiệp liên tục định hướng việc phát triển thay đổi sản phẩm tạo môi trường làm việc động sáng tạo từ góp phần xây dựng văn hóa nội thu hút nguồn lực nhân từ bên Câu 2: quy trình phát triển sản phẩm Trải qua bước, gồm:  Bước 1: Xác định lựa chọn hội  Bước 2: Tạo concept  Bước 3: Đánh giá concept  Bước 4: Phát triển  Bước 5: Thương mại hóa + Bước 1: Xác định lựa chọn hội Giai đoạn giai đoạn mang tính chiến lược, việc hồn thành giai đoạn không định hướng cho việc phát triển sản phẩm thời điểm mà phát triển sản phẩm sau Ba nguồn thơng tin để xác định hội - Kế hoạch công ty thực - Kế hoạch marketing thực - Những hội xác định từ nhân viên công ty khách hàng… Sau xác định hội để phát triển sản phẩm công ty cần đánh giá hội dựa nguồn lực tài chính, mức độ rủi ro, lực thực thi doanh nghiệp để từ lựa chọn hội phù hợp để phát triển sản phẩm Khi hội chấp thuận, nhà quản lý tiến hành thực bảng điều lệ đổi sản phẩm + Bước 2: Tạo Concept Chu trình bao gồm bước: - Chuẩn bị cho ý tưởng: doanh nghiệp xác định cá nhân hành lập nhóm tham vào việc tạo ý tưởng sàng lọc - Xác định vấn đề: thực phân tích chuyên sâu thị trường, chủ yếu thông qua số hình thức phân tích vấn đề kịch - Giải vấn đề: có khía cạnh - Cơng nghệ: Tìm kiếm giải pháp khả thi từ công nghệ phát triển công nghệ - Nhóm sáng tạo ý tưởng: giải vấn đề phân tích vấn đề phát sinh - Người tiêu dùng cuối: Cung cấp cho người tiêu dùng cuối giải pháp khả thi thông qua nguyên mẫu - Xây dựng concept sản phẩm với yếu tố: - Hình thức : cấu trúc vật lý để tạo sản phẩm, trường hợp dịch vụ, chuỗi bước mà dịch vụ tạo - Công nghệ : cách thức mà form sản phẩm, dịch vụ hình thành - Lợi ích : Giá Trị mà sản phẩm, dịch vụ cung cấp cho khách hàng + Bước 3: Đánh giá Concept Sau xây dựng concept sản phẩm, bước đánh giá concept sản phẩm Đánh giá diễn nhiều thời điểm, theo thức người khác nên cần hệ thống để đánh giá concept sản phẩm Hệ thống gồm giai đoạn - Khởi đầu: đánh giá phù hợp với chiến lược, kiểm tra tính khả thi kỹ thuật tiếp thị cho concept sản phẩm, dịch vụ - Khách hàng: chuẩn bị bảng concept nguyên mẫu, xây dựng kế hoạch kiểm tra concept, thực kế hoạch kiểm tra concept xác định tiêu chí cần thay đổi, rào cản dựa đánh giá khách hàng - Kỹ thuật: đánh giá kỹ thuật phiên khái niệm - Phê duyệt dự án: khía cạnh phê duyệt gồm: - Tuyên ngôn concept, - PIC xác nhận lại - Ngân sách tài sửa đổi - Nhóm tham gia thực dự án - Kế hoạch phát triển dự kiến + Bước 4: Phát triển Ở bước này, concept sản phẩm phát triển thành định dạng định: sản phẩm hữu hình hay chuỗi dịch vụ vơ hình, song song với việc hình thành kế hoạch Marketing cho sản phẩm mắt thị trường + Bước 5: Thương mại hóa Thuật ngữ "ra mắt" hay "thương mại hóa" mơ tả thời điểm mà công ty định tung sản phẩm thị trường Doanh nghiệp cần xác định thời điểm, địa điểm mắt sản phẩm mới, cách thức triển khai chiến lược Marketing cho sản phẩm Bên cạnh để tạo thành cơng, doanh nghiệp cần lập kế hoạch cho việc thương mại hóa sản phẩm cách cẩn thận Điều này, giúp doanh nghiệp theo dõi dự đốn trước tình xảy từ đưa cách giải nhanh chóng kịp thời Câu 3: Các tiêu chí đánh giá thành cơng q trình phát triển sản phẩm:  Đánh giá theo quan điểm người thiết kế + Người thiết kế quan tâm trước hết đến tính sản phẩm, đạt 90 đến 95% tính coi việc thiết kế thành công + Tham gia vào nhiệm vụ đánh giá cịn có người đề nhiệm vụ thiết kế, xu hướng cảu họ xem xét, địi hỏi cao tính sản phẩm, việc giúp cho sản phẩm phát triển không ngừng + Người kế phải biết cân nhắc giá với chất lượng để đảm bảo vừa ý người tiêu dùng + Người thiết kế ln ln hồn thiện sẩn phẩm để seri sản phẩm sau tốt  Đánh giá sản phẩm theo quan điểm người sử dụng + Người sử dụng không đánh giá theo quan điểm người thiết kế mà họ đánh giá theo cách mà sử dụng Nên đánh giá không đánh giá thực tế sản phẩm + Khi tham khảo ý kiến đánh giá sản phẩm người sử dụng, cần phải có cách sàng lọc hợp lý để tiếp thu có lợi cho cơng việc thiết kế  Các sản phẩm công nghiệp quy số nhóm thống số tiêu chí sau + Nhóm máy biến đổi lượng: Động đốt ngoài, động đốt trong, động điện, máy phát điện,… Tiêu chí đánh giá nhóm là: Hiệu suất trình biến đổi lượng cao + Nhóm máy cồn tác: Cầu trục, máy xúc, máy đóng hộp, máy dệt, máy chế biến thực phẩm, Tiêu chia nhóm là: suất cao, tác động chuẩn xác, mức độ tự động hóa cao + Nhóm máy cắt gọt kim loại: Tiện , phay, bào, mài, doa,… Tiêu chí nhóm là: Năng suất cao, độ xác gia cồn cao, khả gia cơng đa dạng, tự động hóa cao + Nhóm máy, thiết bị giao thơng: Ơ tơ, máy bay, tàu thủy, tàu hỏa,… Tiêu chí đnáh giá nhóm là: tự trọng nhỏ, tải trọng lớn, độ tin an toàn cao, hoạt động điều kiện khác môi trường, hiệu suất cao, tự động hóa cao để loại trừ sai sót khả hạn chế người + Nhóm thiết bị thơng tin, tín hiệu đo lường: Điện tín, điện thoại, radioo, đa, thiết bị đo khí, điện tử,… Tiêu chí nhóm là: độ nhạy cảm cao, độ xác cao, độ ổn định cao, mơi trường sử dụng đa dạng, tự động hóa cao Câu 4: Các nguyên tắc chung thiết kế kết cấu + Người thiết kế: người thiết kế cần đưa yêu cầu kinh tế sản phẩm lên vị trí quan trọng sau yêu cầu kỹ thuật, tính tốn, chọn lựa khơng rời bỏ tính kinh tế + Tăng tối đa mức độ tự động hóa viêc sử dụng sản phẩm, giảm tối đa can thiệp người việc điều chinh làm việc sản phẩm.Đây nguyên tắc phấn đấu để tăng chất lượng sản phẩm, giảm chi phí bảo dưỡng sửa chữa.Tự động hóa xu hướng mạnh sản phẩm công nghiệp + Nâng cao tính vạn sản phẩm, người thiết kế cần đưa vào sản phẩm kết cấu cho phép tháo, lắp cụm, cấu để hình thành máy phụ tăng cường tính kỹ thuật sản phẩm + Một sản phẩm công nghiệp đại thiết kế theo tính hợp thể, nghĩa sản phẩm hình thành từ cụm, cấu độc lập Điều cho phép cải tiến, hoàn thiện sản phẩm cách nhanh nhất, chi phí cho việc bảo dưỡng sửa chữa nhất, đặc biệt thời gian ngưng hoạt động sản phẩm để sửa chữa nhỏ + Các bề mặt làm việc sản phẩm cần phải thiết kế dạng chi tiết lắp ghép, thay dễ dàng, tránh dùng trực tiếp bề mặt thân máy thiết bị làm bề mặt làm việc + Khi thiết kế phải đảm bảo khả lắp lẫn chi tiết có tên gọi, mã số sản phẩm Loại trừ việc chọn lắp sửa lắp + Cần phải thiết kế phần tử định vị kết cấu lắp ráp để tránh việc lắp sai vị trí phải điều chỉnh vị trí hai chi tiết lắp ráp + Đối với máy móc thiết bị có khả bị tải sử dụng, người thiết kế cần phải có kết cấu giới hạn tải, kết cấu bảo vệ, kết cấu tự động điều chỉnh để phòng ngừa tải + Trong hệ thống dẫn động điều khiển cần có kết cấu bảo vệ,kết cấu khóa liên động, kết cấu chống tác động vô thức để bảo vệ sản phẩm không bị hư hỏng việc sử dụng không thành thạo, người sử dụng cẩu thả tác động ngẫu nhiên, vơ tình người khơng có trách nhiệm sử dụng + Cần thiết kế kết cấu phòng ngừa người sử dụng làm cho máy, thiết bị quay ngược chiều quay gây hư hỏng + Tăng cường trang bị cho sản phẩm thiết bị báo cho người sử dụng biết tình trạng hoạt động sản phẩm đèn hiệu, loại động hồ âm + Khơng ngừng hồn thiện sản phẩm Câu 5: Các dạng phần tử hữu hạn quy tắc phân chia phần tử phương pháp phần tử hữu hạn + Các dạng phần tử hữu hạn: Có nhiều dạng phần tử hữu hạn: phần tử chiều, hai chiều chiều Trong dạng đại lượng khảo sát biến thiên bậc ( gọi phần tử bậc nhất), bậc hai bậc ba… Dưới số dạng phần tử hữu hạn hay gặp  Phần tử chiều:  Phần tử hai chiều:  Phần tử ba chiều: Phần tử tứ diện Phần tử lăng trụ + Quy tắc chia miền thành phần tử: Việc chia miền V thành phần tử Ve phải thỏa mãn hai quy tắc sau: - Hai phần tử khác có điểm chung nằm biên chúng Điều loại trừ khả giao hai phần tử Biên giới phần tử điểm, đường hay mặt (Hình 1.1) - Tập hợp tất phần tử Ve phải tạo thành miền gần với miền V cho trước tốt tránh không tạo lỗ hổng phần tử Câu 6: Trình bày, phân tích sơ đồ tính tốn phương pháp phần tử hữu hạn Sơ đồ tính tốn phần tử hữu hạn Một chương trình tính PPPTHH thường gồm khối sau: Khối 1(input): Nhập liệu đầu vào: + Các thông số rời rạc PP PTHH (loại phần tử Ve; số nút; số phần tử; cách chia lưới vv) + Các thông số học cuả vật liệu (môđun đàn hồi; hệ số poison; hệ số dẫn nhiệt… vv) + Các thông tin điều kiện biên toán (tải trọng tác dụng; liên kết kết cấu vv) Chú ý: Trước thực khối ta phải chia toán vùng V thành PTHH Ve Vì đại lượng cần tìm chưa biết nên ta phải xấp xỉ với hàm cho việc tính tốn đơn giản Khối 2: Tính tốn ma trận độ cứng phần tử Ke véctơ lực nút phần tử Fe phần tử Ve Trong đó: Khối 3: Xây dựng ma trận độ cứng tổng thể K véctơ lực nút F chung cho hệ V (ghép nối phần tử) Khối 4: Áp đặt điều biên, xây dựng phương trình đại số tuyến tính Khối 5: Giải hệ phương trình, xác định nghiệm hệ véctơ chuyển vị chung Q ; Khối 6: Tính tốn đại lượng khác (ứng suất, biến dạng, gradient nhiệt độ vv thông qua chuyển vị) Khối (output): Tổ chức lưu trữ kết in kết quả, vẽ biểu đồ, đồ thị đại lượng theo yêu cầu Câu 7: Q trình phân tích mơ hình CAE Q trình phân tích mơ hình CAE gồm bước: + Bước 1: Tiền xử lý ( Preprocessing) Bước tiền xử lý bắt đầu việc tạo mơ hình hình học đại diện cho kết cấu cần phần tích Thiết lập đặc tính vật liệu, điều kiện biên, tải ràng buộc Cuối cùng, thiết lập kiểu phân tích (ví dụ: tĩnh, rung động, ổn định, phi tuyến, mỏi…) Trong bước mơ hình hình học đối tượng rút gọn cách loại bỏ chi tiết khơng cần thiết khơng có ảnh hưởng đến độ xác tốn phân tích + Bước 2: Xử lý ( Processing) Trong bước liệu đưa vào bước tiền xử lý, phần mềm sử dụng mơ hình phần tử hữu hạn, xây dựng ma trận phần tử, ghép chúng thành ma trận tổng, áp đặt điều kiện biên giải hệ phương trình thuật tốn số phương pháp khử Gaussian phân tích LU (Atkinson, năm 1989), để tính toán đại lượng cần khảo sát toán (chuyển vị, ứng suất, biến dạng, nhiệt độ…) + Bước 3: Hậu xử lý (Postprocessing) Kết phân tích hiển thị nhiều hình thức khác bước hậu xử lý Có thể dạng đường đồng mức phân bố màu; hình dạng biến dạng ảnh động để giúp người dùng hình dung tốt đặc tính cần phân tích kết cấu Câu 8: Q trình Thiết lập mơ hình phân tích CAE Câu 9: Q trình thiết lập mơ hình phân tích phương pháp phần tử hữu hạn lưu ý xây dựng mơ hình mơ a) Q trình thiết lập mơ hình phân tích pp PTHH: + Như hình 2.2, bước việc tạo mô hình phân tích FEA hiểu đầy đủ vấn đề vật lý xem xét Điều bao gồm điều kiện hoạt động chi tiết hệ thống khí, tính chất vật liệu, hình dạng kích thước hình học, điều kiện biên, kiểu phá hủy xảy Từ đó, lựa chọn kiểu phân tích phù hợp phần mềm + Bước đơn giản hóa lý tưởng hóa kết cấu Điều thường cần thiết vấn đề vật lý thường phức tạp để giải Một vấn đề vật lý lý tưởng hóa cách đưa giả định đầy đủ để giảm độ phức tạp cho FEA có khả giải phương pháp số gần với ứng xử vấn đề vật lý + Bước cuối liên quan đến việc tạo lưới phần tử Các câu hỏi cần đặt là: Bài tốn có u cầu lưới có chất lượng cao khơng? Phần mềm FEA máy tính xử lý mơ hình phần tử hữu hạn lớn khơng? Loại phần tử sử dụng, bậc hay bậc hai? Tiêu chuẩn hội tụ gì? Đây câu hỏi cần thiết để qua trước tạo mơ hình Khi trả lời câu hỏi này, việc chuẩn bị phân tích tốt hơn, mơ hình FEA tốt thời gian rút ngắn b) Một số lưu ý xây dựng mơ hình mơ phỏng: + Loại bỏ đối tượng không ảnh hưởng đến kết mơ mơ hình: Trong q trình tạo thiết kế chi tiết, chi tiết thiết kế thường kèm với chi tiết hình học tinh tế lỗ nhỏ, góc lượn, cạnh vát Thơng thường, việc chia lưới tồn mơ hình với có mặt lỗ nhỏ, góc lượn, cạnh vát khó Hầu hết phần nhỏ bị chặn loại bỏ phân tích phần tử hữu hạn chúng thường khơng ảnh hưởng đến kết phân tích Tuy nhiên, số trường hợp, chúng bỏ qua Ví dụ, lỗ nhỏ tâm chịu uốn khơng thể loại bỏ diện lỗ gây ứng suất tập trung quanh Nói chung, lỗ nhỏ, góc lượn, cạnh vát cần loại bỏ ngoại trừ phần gây ứng suất tập trung + Tận dụng tính đối xứng hình học mơ hình phân tích Đơn giản hóa hình học tận dụng lợi tính đối xứng cấu trúc để giảm kích thước mơ hình Trường hợp khơng ảnh hưởng đến kết phân tích giảm thời gian tính tốn Để tận dụng tính đối xứng phân tích, cấu trúc hình học phải đối xứng Các điều kiện tải, biên, tính chất vật liệu đặc tính hình học (độ dày, tính chất mặt cắt dầm) phải đối xứng Hơn nữa, điều kiện biên bổ sung phải áp đặt mơ hình đơn giản hóa để đảm bảo tính đối xứng cấu trúc đáp ứng, chẳng hạn hình dạng biến dạng Câu 10: Quá trình tạo nút lưới theo phương pháp Cavendish a) Phương pháp Cavendish (Cavendish, năm 1974) + Trong phương pháp này, nút tạo biên dạng đối tượng theo cách thủ cơng Sau đó, nút bên tạo tự động để thỏa mãn yêu cầu mật độ lưới Đối tượng chia thành số vùng có kích thước phần tử khác + Quá trình tạo nút bên đối tượng thực sau: miền cần chia lưới phủ lưới vng có kích thước mắt lưới r(i) cho thỏa mãn mật độ lưới theo yêu (Hình 2.8) + Bên ô vuông lưới, nút lưới tạo ngẫu nhiên cách: phần mềm lấy giá trị nằm khoảng hai lần, giá trị lấy lần thứ ứng với tọa độ theo phương x lần thứ hai ứng với phương y, từ vị trí nút xác định Nếu khơng, nút khác tạo lại kiểm tra tương tự Nếu sau số lần định tạo nút lưới vng thay lưới khác Phương pháp mở rộng với mơ hình ba chiều Câu 11: Quá trình tạo nút lưới theo phương pháp Shimada a) Phương pháp Shimada (Shimada Gossard, năm 1992): Phương pháp coi bên đối tượng chia lưới hình trịn tâm hình trịn nút lưới Kích thước hình trịn xác định mật độ lưới mong muốn Sau đó, vị trí hình trịn xác định để đảm bảo kiên kết phần tử Câu 12: Quá trình tạo phần tử theo phương pháp Lee, tam giác Delaunay a) Phương pháp Lee (Lee, năm 1983): Trong phương pháp này, lưới vng có kích thước mắt lưới kích thước phần tử mong muốn chồng lên đối tượng Sau đó, nút tạo giai đoạn trước liên kết với ô lưới Các phần tử nút tương ứng liên kết theo hàng từ trái sang phải cột từ lên Các nút xếp theo giá trị tọa độ tăng dần Các nút có tọa độ x xếp theo giá trị tọa độ y tăng dần Các nút liên kết nút liên kết với nút lân cận để tạo thành phần tử tứ giác Phần tử tam giác lựa chọn tạo thành phần tử tứ giác có chất lượng tốt b) Phương pháp tâm giác Delaunay (Watson and Delaunay, năm 1981): Đây phương pháp tạo lưới tam giác phổ biến cách kết nối nút có Phương pháp giúp giảm thiểu số lượng phần tử mỏng (chất lượng không tốt) lưới Tam giác Delaunay điển hình sơ đồ Voronoi lưới lục giác Dirichlet (Dirichlet tessellation, Green Sibson, năm 1977) Sơ đồ Voronoi tập hợp N điểm, Pi (i = 1,2, , N), N đa giác (đa diện khơng gian ba chiều đa diện) Vr có tâm Pi, cho vị trí điểm mặt phẳng (trong không gian ba chiều) gần nút i nằm Vi Về mặt toán học, Vi biểu thị biểu thức: Vi={x: |x-Pi| < |x-Pj|/I với j#i) + Trong Vi đa giác lồi (đa diện) bị chặn đường thẳng (mặt phẳng) chia đơi vng góc với đường thẳng P nút lân cận Mỗi đa giác Voronoi (đa diện) có nút liên kết với Sau tạo sơ đồ Voronoi, tạo phần tử hình tam giác (tứ diện, không gian ba chiều) cách kết nối điểm liên kết với đa giác (đa diện) Voronoi lân cận  ... Loại phần tử sử dụng, bậc hay bậc hai? Tiêu chuẩn hội tụ gì? Đây câu hỏi cần thiết để qua trước tạo mơ hình Khi trả lời câu hỏi này, việc chuẩn bị phân tích tốt hơn, mơ hình FEA tốt thời gian... thiết kế thành công + Tham gia vào nhiệm vụ đánh giá cịn có người đề nhiệm vụ thiết kế, xu hướng cảu họ xem xét, địi hỏi cao tính sản phẩm, việc giúp cho sản phẩm phát triển không ngừng + Người... giới phần tử điểm, đường hay mặt (Hình 1.1) - Tập hợp tất phần tử Ve phải tạo thành miền gần với miền V cho trước tốt tránh không tạo lỗ hổng phần tử Câu 6: Trình bày, phân tích sơ đồ tính tốn phương