關於具有可變密度的晶格
您可以建立密度隨兩種計算方法而變化的晶格:
適用於以樑為基礎的晶格,包括隨機晶格與方程式驅動的晶格
適用於以樑為基礎的晶格,包括隨機晶格
基於與參照間之距離的可變密度
可針對以樑為基礎的晶格 (包括隨機晶格) 及方程式驅動的晶格建構密度隨與參照間之距離而變化的晶格。對於方程式驅動的晶格,密度由壁厚度設定。壁越厚,產生的密度越高。對於以樑為基礎的晶格,密度由樑橫截面大小設定。樑越粗,橫截面越大,建立的密度就越高。樑越粗,樑上的球也就越大。在以下範例中,當您遠離中心時便可看到樑橫截面大小與球大小之間的差異。
• 設定密度可變的晶格包括下列內容:
◦ 定義體積塊區域,在該區域中套用可變密度參數。
◦ 定義密度的變更。
◦ 設定其他選項,例如忽略小於特定大小的樑及允許附錐度樑。
• 定義可變密度之晶格的體積塊
體積塊區域由參照與「距離」(Distance) 值定義︰
◦ 參照可以位於體積塊區域的中心,同時定義其一條邊界,或位於晶格體積塊之外。參照可以是曲面、面組、基準平面、邊、頂點、曲線、曲線端點、軸、點與座標系的組合。
◦ 體積塊區域的大小由「距離」(Distance) 定義。對於點,體積塊區域是圍繞點的球形區域,其中距離值為其半徑。對於曲線,體積塊區域是圍繞曲線的圓柱掃描區域,其中距離値為其半徑。對於曲面、面組和基準平面,體積塊區域由曲面、面組和平面定義,而這些項目會位移至兩側的曲面、面組和平面達距離值。
• 大小變更率
當您建立統一的晶格時,需設定樑橫截面的大小。當您建立可變密度晶格時,需針對標記為「目標橫截面大小」(Target cross section size) 的樑設定另一個值。這兩個值是可變密度晶格的上限和下限。這兩個數字之間的差距越大,樑橫截面大小的變化就越大。
晶格格子在您選擇的參照周圍建立。隨著您進一步遠離參照,樑會從您在「密度」(Density) 標籤中設定的大小變到您在「橫截面大小」(Cross Section Size) 中設定的値。
「大小變更率」(Size change rate) 參數設定樑大小從「目標橫截面大小」(Target Cross Section Size) 所指定値變到「橫截面大小」(Cross Section Size) 所指定値的快慢程度。當「大小變更率」(Size change rate) 設定為 1 時,兩個大小之間呈線性轉變。當「大小變更率」(Size change rate) 小於 1 時,變更的速率會比線性慢。當「大小變更率」(Size change rate) 大於 1 時,變更的速率會比線性快。
• 比較具有可變密度的晶格
在以下範例中,兩個具有可變密度的晶格已從相同方塊中建立。體積塊區域設為擁有較高的密度。
下列參數在兩個晶格中相同:
◦ 在「格子填充」(Cell Fil) 標籤中,「橫截面大小」(Cross Section Size) 設定為 3。
◦ 在「密度」(Density) 標籤中,「目標橫截面大小」(Target Cross Section Size) 設定為 15。
◦ 在「密度」(Density) 標籤中,反白的曲線會列在「參照」(References) 之下。
在這兩個晶格中,最大的樑 (橫截面大小為 15) 均圍繞該曲線放置。在圍繞該曲線之圓柱體的限制範圍之外,樑的橫截面大小設定為 3。在圓柱體內,隨著您遠離該曲線,樑會變得越來越窄。
兩個晶格間唯一的差異是「距離」(Distance) 的值。
距離設定為 40 的可變密度晶格 | 距離設定為 70 的可變密度晶格 |
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在此範例中,距離較小。較大的樑和較大的球所佔據的體積塊區域較小。 | 在此範例中,距離較大。較大的樑和較大的球所佔據的體積塊區域較大。 |
• 建立部份晶格
您可以將晶格設定為僅填充整個體積塊的部份體積塊。欲定義建立晶格所需的最低橫截面大小,請設定「橫截面切除」(Cross section cutoff) 參數。
依預設,「橫截面切除」(Cross section cutoff) 設定為 0,並會建立所有晶格格子。
最小樑大小必須介於樑橫截面大小的值與參照橫截面大小的值之間。當實際樑橫截面大小大於「橫截面切除」(Cross section cutoff) 並小於「目標橫截面大小」(Target Cross Section Size) 與「橫截面大小」(Cross Section Size) 二者之間的最大值時,便會傳播格子。不會建立比「橫截面切除」(Cross section cutoff) 值窄的樑。在此範例中,「橫截面切除」(Cross section cutoff) 已設定為 3.1。
| 當「目標橫截面大小」(Target Cross Section Size) 大於「橫截面大小」(Cross section size) 時,會在區域體積塊內建立格子。當「目標橫截面大小」(Target Cross Section Size) 小於「橫截面大小」(Cross section size) 時,會在區域體積塊之外建立格子。 |
基於應力或密度對應的可變密度
您可以將零件的 3D 應力對應作為輸入,來構建具有可變密度的晶格,Creo 會將應力對應轉換為材料密度對應。產生的晶格在應力較高的區域更為密集,在應力較低的區域則更為稀疏。
晶格體積分數與最小與最大截斷應力區間的應力成比例,而且在這些截斷值範圍之外會保持恆定。最小與最大晶格體積分數截斷是可協助消除大型、不想要的空白與實體區域的控制項。
可以使用下列類型的應力對應資料:
• Creo Simulate 研究的結果 (Von Mises 應力對應)
• Creo Simulation Live 研究的結果 (*.csv 檔案)
• 使用者預先定義的,以 tab 分隔的 x、y、z 密度對應 (*.txt 檔案)
每一行都應包含 x y z v 的值,並以 tab 分隔。此處的 0 < v < 1 是點 (x,y,z) 處的使用者定義體積分數。檔案行數可以為任意數目。未在檔案中指定之所有點處的體積分數會根據所提供的資料求取近似值。
晶格密度的變化方式取決於晶格類型:
• 所有以樑為基礎的晶格 (隨機除外) - 晶格樑與球的直徑在應力較高的區域較大,在應力較低的區域則較小。樑直徑與球直徑的長寬比會在其變化時保持不變。
• 隨機晶格 - 晶格格子數在應力較高的區域較多,在應力較低的區域則較少。晶格樑與球的直徑不會變化。