Ingyenes CAD, renderelés, végeselemes-, áramlástani és mozgástani szimuláció (és még sok egyéb) diákoknak!

Napjaink eseményei miatt a VIII. Országos Solid Edge – Edgecam Oktatási Verseny megrendezésre kerül, csak a szokásostól eltérő módon digitálisan. A verseny jelentkezési határideje is módosult március 29. 23:59-re, a verseny áprilisra tolódik (pontos időpont még egyeztetés alatt). A legfrissebb infók és az előző évek Országos Solid Edge Verseny feladatainak a megoldása megtalálhatók a Solid Edge Facebook oldalán. Ebben a blogbejegyzésben a Solid Edge 2020 Student főbb funkcióit és moduljait fogom bemutatni, röviden rendszerező jelleggel.

 

Solid Edge 2020 Student letöltése

Azok számára akik a versenyen részt szeretnének venni, és gyakorolni szeretne otthon, vagy akik a házi feladatok, beadandók elkészítéséhez Solid Edge-et szeretne telepíteni,  ők a Siemens vagy az EPLM oldaláról tudják letölteni az aktuális diákváltozatot.

Fontos: a diákváltozat oktatási, tanulási és egyéb non-profit célra használható hallgatói jogviszonnyal rendelkező diákoknak. Ezzel a verzióval készült fájlok nem nyithatóak meg ipari verzióval és 2D rajzok vízjelet kapnak.

Diákoknak készített oktatóvideók ezen a linken érhetők el, illetve a beépített tutoriálok a Solid Edge Tanulás kezdőfülén találhatók. Tippek trükkök érdekességek a Solid Edge Videos és a Solid Edge – Imi YouTube csatornákon. Ezek az anyagok természetesen nem helyettesítik, csak kiegészítik az órák, oktatások és tanfolyamok tananyagait.

 

 

A Solid Edge diákváltozata a következő modulokat tartalmazza:

Solid Edge Premium csomaggal egyenértékű CAD modul

A Solid Edge 2020 diákváltozat az ipari Solid Edge 2020 Premium tudásával egyenértékű és az előzetesen ismertetett korlátozást tartalmazza. Teljes funkcionalitásából szemezgetve csak néhányat mutatok be ebben a blogbejegyzésben, melyek (saját meglátásom szerint) középiskolai és felsőoktatási képzéshez szükségesek/szükségesek lehetnek. A teljes lista az EPLM Solid Edge oldalán elérhető.

Szilárdtest és felület modellezés

Alkatrészmodellezés esetén a szilárdtest és felület modellező környezet indul el, melyek főbb műveletei a Kezdőlap (szilárdtest modellezés) és a Felületmodellezés fülön találhatók.

 

 

Alkatrészmodellező környezetben (szilárdtest, lemez és felület) lehetőségünk van hagyományos és szinkron környezetben modellezni. Tapasztalat alapján célszerű hagyományos környezetben elkezdeni a CAD modellez megtanulását, és kellő idő és rutin után javasolt a szinkron környezet megtanulása. Az ipari feladatok mind a két módszerrel elvégezhetők, viszont a megfelelő környezet kiválasztásával időt lehet megtakarítani.

Két környezet együttes használatát mutatja be a VII. Országos Solid Edge Verseny (2019) – 4. feladatának megoldása című videó.

 

Lemez

Lemezmodellező környezetben a gyártástechnológia szabályai szerint készíthetünk testeket, amihez fontosabb ikonok a lemezkörnyezeten belül, a Kezdőlap szalagmenün találhatók. Terítékképzéshez az Eszközök/Modell kategóriában található a Teríték parancs.

 

 

Egy képben összefoglalva a modult a következőt tudja:

 

A Solid Edge Student lemez modellezési funkcióiból néhányat mutat be az Országos Solid Edge Verseny 2015 – 2. feladatásának megoldása:

 

Hagyományos és Szinkron környezet

Hagyományos környezet a paraméter alapú modellezési környezet, ahol a méretek és a vázlatok relációi vezérlik a modellezett geometriát. Szinkronmodellezési környezetben a geometriai szabályok vezérlik a modellt, ami azt jelenti, hogy ha egy test szimmetrikus, mintát-, azonos méretű furatokat tartalmaz… akkor azok egyszerre is módosíthatók vázlatok nélkül. Ezt az unikális Siemens technológiát olyan mértékben fejlesztették le a Solid Edge-en belül, hogy nem csak a saját modellekkel működik, hanem bármilyen CAD szoftverből bármilyen geometriával.

 

 

Szerelés

Solid Edge 2020 Student segítségével szerelés környezeten belül a már elkészített alkatrészeket illeszthetjük össze. Szereléskörnyezetet az Országos Solid Edge verseny 2013 8-as feladatán keresztül ismerteti a következő videó.

 

Tartószerkezet

Tartószerkezet modul szereléskörnyezeten belül az Eszközök panelről indítható.

 

 

Tartószerkezet modullal csavarozott és hegesztett vázakat készíthetünk.

Műhelyrajz

A CAD szoftverek része a műhelyrajz készítő modul. Ezzel a modullal alkatrészekről és szerelésekről 2D-s rajzokat készíthetünk. Az Országos Solid Edge Verseny 2013 8. feladatához tartozó rajzkészítés látható a következő videón.

 

 

A műhelyrajz környezetek “alap” funkcióin felül a Solid Edge rajzkörnyezete egyedülálló módon egy teljes értékű DWG, DXF szerkesztő is, mely a Megjelenítés/2D Modelltér lap paranccsal hívható elő, vagy meg kell nyitni egy DWG/DXF fájlt és egyből ez a környezet nyílik meg. Természetesen az itt elkészített rajzok átvihetők a sima szövegmezős környezetbe is.

 

Animáció készítés és renderelés

Műszaki kommunikációnk fontos része az animáció készítés és a fotó minőségű rendelt képek készítése a Solid Edge-es modellekről, így a Solid Edge Student tartalmazza mind a kettő funkciót, melyeket a VII. Országos Solid Edge Verseny (2019) – 9. feladat megoldása című videón látható.

Szimulációs lehetőségek

A Solid Edge 2020 Student szimulációs lehetőségei semmilyen elemszámra vonatkozó korlátozást nem tartalmaznak, a Solid Edge Premium szoftverben elérhető összes modul és összes funkció a diákok számára korlátozásmentesen használható. A diákváltozat telepítésével a Solid Edges Simulation és a Solid Edge Motion települ, azaz a Solid Edge-be épített végeselemes és kinematikai szimulációs modul.

Végeselemes szimuláció (Solid Edge Simulation)

Szilárdságtani szimulációs modulból azaz a Solid Edge Simulation-ből a diákváltozat a Solid Edge Premium csomag végeselemes moduljait tartalmazza, azaz a lineáris statika, sajátfrekvencia és kihajlás modulokat, melyeket alkatrészek, szerelések szimulációjára lehet használni. Elemtípus szempontjából mind a 3D-s, 2D-s és 1D-s elemek külön-külön, illetve a 3D-s és 2D-s elemek vegyesen is használhatók (3D = szilárdtest, 2D = héjmodell, 1D = tartószerkezet).

 

 

Mivel a Solid Edge Student része a végeselemes szimulációs modul, így a verseny egyik feladata is szimulációs feladat szokott lenni. A VII. Országos Solid Edge Verseny (2019) – 7. feladat megoldásához szükséges szimulációs funkciókat a következő videó tartalmazza:

Kinematikai szimuláció (Solid Edge Motion)

Az előzőhöz hasonlóan a Solid Edge Premium része a Solid Edge Motion, azaz a kinematikai szimulációs modul, így ez a modul a diákszoftver részét is képezni. Az eddigi Student verziókban ez a modul még nem szerepelt, így az Országos Solid Edge Versenyeken eddig még nem volt olyan feladat amit ezzel kellett volna megoldani. A modult funkcionalitását egy mondattal összefoglalni viszonylag nehéz,

Ezzel a modullal a mozgással kapcsolatos fizikai folyamatokat lehet leszimulálni, például

  • Ferde hajítás esetén hova esik le az “m” tömegű test?
  • Egy “h” magasságú lejtőn egy “m” tömegű test elkezd lecsúszni. Mekkora lesz a sebessége a lejtő alján, ha a surlódási tényező 0.3?
  • Ütközik-e két test, ha ütközik akkor mekkora erővel?
  • Mekkora motor tudja megmozdítani az adott szerkezetet? (erre egy példa itt található: Mekkora motorral mozgathatták a Birodalmi Lépegető lábait?)
  • Milyen sebességgel, gyorsulással mozognak a szimulált testek a térben?
  • Merre leng ki a tömeg? (például egy darun lelógó test miközben a daru mozog)

Ezzel a szimulációs megoldással készített animáció a következő Insta videóban látható:

 

 

A bejegyzés megtekintése az Instagramon

 

Kinematikai szimuláció Solid Edge-en belül #simulation #simulationfriday #solidedge #kinematics #dynamics #kinetic #motion #rigidbodydynamics #rigidbodysimulation

solidedgehun (@solidedgehun) által megosztott bejegyzés,

 

Generatív tervezés

A generatív tervezés a Solid Edge-ben és így a Solid Edge Student változatában is egy viszonylag új modulnak számít. Ezzel a modullal topológiai optimalizációt végezhetünk el alkatrészeinken. Erről a szimulációs eszközről egy rövid összefoglaló látható a következő beágyazott videóban:

 

 

+Áramlástani szimulációs (FloEFD)

Hő és áramlástani szimulációs modul, azaz egy CFD-s (Computational Fluid Dynamics) szimulációs is elérhető a Solid Edges 2020 diákváltozatán belül. Ezt a modult FloEFD-nek hívják. Nem települ a Solid Edge-el együtt, külön kell a teleptőt igényelni a Siemens egyik al-vállalatától a Mentor Graphics-tól. A telepítő állományhoz a linket emailben küldik ki. Ehhez az igényléshez a FloEFD™ for Solid Edge® Student Edition oldalra szükséges ellátogatnunk. Ez a modul az előzőkhöz hasonlóan abban tartalmaz csak korlátozást, hogy ipari célra nem használható és Solid Edge Student szoftver szükséges hozzá.

A modulról egy rövid bemutató található a következő videóban:

 

 

A videón kívül a blogunkon is számos bejegyzés található ezzel a modullal. Többek között a #Ezt szimuláld, ne a betegséget! blog, mely egy tüsszentés első másodpercének szimulációját mutatja be.

FloEFD telepítése után három pdf segíti a szoftver betanulását, melyek a telepítési könyvtáron belül érhetők el a nyelvi mappában (nálam C:\Program Files\FloEFD\FloEFD FES2019.4\lang\english). Ezek a pdf-ek a

  • Tutorial.pdf: 22 leckés tutoriál, amiből a diákszoftverrel 14-et lehet vizsgálni és 8-at a FloEFD kiegészítő moduljaival, melyeket a diákszoftver nem tartalmaz. Az ehhez szükséges fájlok a C:\Program Files\FloEFD\FloEFD FES2019.4\examples\Tutorial Examples mappában érhetőek el.
  • Validations.pdf: validációs feladatokat tartalmaz mérési eredményekkel összehasonlítva. Az ehhez szükséges fájlok a C:\Program Files\FloEFD\FloEFD FES2019.4\examples\Validation Examples mappában érhetők el.
  • TechnicalReference.pdf: A FloEFD-t és általánosságban a CFD-t leíró módszereket tartalmazza (ez a “mi van a motorháztető alatt” pdf).

 

+Végeselem (Femap)

A Femap nem közvetlenül a Solid Edge-hez tartozik, hanem a Siemens portfólióhoz, így az oktatási versenyen eddig sem kellett használni és jelenlegi tervek szerint a közeljövőben sem lesz a feladatok része. Ez a különálló szimulációs szoftver azoknak különösen hasznos, akik főiskolán/egyetemen tanulnak és a beadandóik elvégzéséhez olyan végeselemes szimulációs szoftvert szeretnék használni, amiben a hétköznapi mérnöki feladatokon túl, a ritkábban előforduló szilárdságtani feladatokat is ki tudja számítani (fémek képlékeny és maradó alakváltozását, vagy műanyag alkatrészekben ébredő feszültségeket, lineáris és nemlineáris dinamikai folyamatok…).

Szerintem a legkényelmesebb módja a Femap használatának az, ha a szimuláció alapjait előkészítjük Solid Edge Simulation-ben, majd ezt Femap Model fájlba kimentjük.

 

 

Ez a folyamat a következő videón látható:

 

 

Bízom benne, hogy

  • akik a kialakult helyzetben szoftvert keresnek a házi feladatok és beadandók elvégzéséhez, talált a számára érdekes és hasznos modult,
  • a meglévő felhasználóknak tartalmazott újdonságokat ez a blogbejegyzés és segített rendszerezni a meglévő tudást.

 

Sikeres felkészülést kívánok a VIII. Országos Solid Edge – Edgecam Oktatási Versenyre! Vigyáz(z)unk egymásra és találkozzunk az áprilisi online versenyen!

Solid Edge 2D Drafting webinar, 03.31. Regisztráció

Linkek és források:

 

 

 

Archívum