Harrastusta: Tähtitaivasta kuvassa

Tämänpäiväisen tentin jälkitunnelmissa pieni irtiotto 3D-mallintamisen maailmasta. Kamerani kuvasi aamuyöllä kello 2.00-6.12 yhteensä 504 valokuvaa taivaasta. Koostin niistä ns. timelapse -videon, missä Otavan tähdistö (Ursa Major) nousee taivaalle. Videon loppuosassa pilvet vyöryvät mereltä mantereelle ja peittävät aamuisen taivaan.

Noin kuukausi sitten toistin samanlaisen kuvauksen, tuolloin kello 23.00-3.00 välisenä aikana. Tässä alla se aiempi video vertailun vuoksi:

Tietokoneavusteinen suunnittelu, piiremallinnus pääosassa

Symmetrian hyödyntämistä piiremallinnuksessa. Oikein valittu symmetrian käyttö ja peilausoperaatiot piirteille tuottavat kappaleiden malleja, jotka ovat muokattavissa helposti vain päämittoja muuttamalla.

 Piirteen siirtäminen symmetriatason suhteen peilaamalla. Kovan kolmiomaisessa kappaleessa päätyreunojen keskinormaalin suuntaiset tasot peilaavat suorakulmaisessa nurkassa olevan pursotetun putkiprofiilin symmetrisesti kappaleen vinoihin nurkkiin.  Vaikka kappaleen muotoa muuttaa antamalla suorakulmaisten sivujen päämitoille uudet lukuarvot, pysyy kappale silti koossa ja sitä ei tarvitse mallittaa uudelleen.

Ulokevarsien kevennysupotukset toimivat piirteenä, joka säilyy ehjänä, vaikka kappale muuttuisi ulkomitoiltaan. Uutta mallintamista ei tarvita:

Kokoonpanon luonnin harjoittelua

21.10.2014 oli vuorossa kokoonpanon luonti.  Ideoin ja toteutin yksinkertaisen kaukoputken jalustan, jossa kolmijalan päällä on haarukalla vaakatasossa liikkuva haarukkatuki.

Luotuani kokoonopanon siten, että loin osan kokoonpanoon kuuluvista kappaleista Solidworks -ohjelmiston kokoonpanojen luontitilassa ja osan erillisenä kappaleina sain aikaan kuvassa näkyvän rakenteen. Kaukoputken haarukkatuki kääntyy vaakatasossa, kaukoputken jalat on nivelöity kannatinosaan ja liikkuvat nivelillään. lisäämällä törmäystarkastelun tai asettamalla liikkeille rajoittimet saadaan rakenne käyttäytymään siten, että eri kappaleet kokoonpanossa eivät mene sisäkkäin ja tulos on varsin realistinen.

Ensimmäinen tuulitunnelikoe

Ohjelmisto sisältää yksinkertaisen virtaussimulaation tekemiseen tarvittavan modulin FloXpres.

Tutkin sen käyttöä yksinkertaiseen tapaukseen, jossa neliskulmaisessa putkessa on soikeaprofiilinen pilari

Virtausanalyysin tulos piirtää virtauksen nopeuden putkessa sen ohittaessa pilarin, tunnelista on otettu leikattu kuva, jotta virtauksen muoto näkyy selkeästi:

Auton vanteiden mallintaminen 19.10.2014

Tehtäväksi annettiin autojen vanteiden mallintaminen. Jokainen saisi suunnitella oman autonsa vanteet, joko olemassaolevan aidon mallin mukaan tai sitten ihan oman päänsä mukaan. Aitojen mallien mittoja löytyy internetistä eri automerkeille.

Tein kuitenkin oman mallini alusta loppuun itse. Koitin kuitenkin käyttää sellaisia mittoja ja parametreja, että rengas olisi muunnetavissa ihan oikeille mitoille niin tarvittaessa. Mallintaessa huomasin, että renkaan kevennyksiin ja ruuvinreikiin tehtyjä alkuperäisiä sketsejä on turha lähteä monistamaan. Parempi on, kun tekee yhden reiän ja sitten symmetriaa hyväksikäyttäen monistaa mallinnuspiirteitä. Tästä on sekin etu, että yhden monistetun piirteen muuttaminen saa muutoksen automaattisesti monistumaan sen kopioihin.

 

 

Yllä olevassa kuvassa ruuvinreikien upotukset on tehty "extruded cut" -piirteellä,  leikkaamalla vanteen pintaan pyöreä upotus. Upotusta tehtäessä määritettiin upotukselle 20 asteen päästö, jolloin siitä tulee paremmin käytettävä.  Isot kevennysaukot on tehty piirtämällä splini -käyrällä aukon muoto vanteen etupinnan tasoon ja sitten tekemällä "extruded cut" -piirre, jolla on leikattu läpi kappaleen.

Lisää mallintamisharjoittelua

SolidWorks -ohjelmistolla voi mallinnettuihin geometrioihin soveltaa myös lujuuslaskentaa ja optimoida kappaleita.

Harjoitustyönä tehdyn kappaleen:

vonMises -jännitykset on laskettuna oheisessa kuvassa:

Piirustuskuvassa on käytetty kappaleen geometrian selventämiseen osaleikkausta ja oikaisuprojektiota sekä katkaisuprojektiota. Nekin syntyvät kätevästi SolidWorks -ohjelmistolla.

Geometrioiden luontia

Mallintamisharjoittelua

Kun taidot lisääntyvät voi mallintaa yhä monimuotoisempia kappaleita. Alla tästä muutamia esimerkkejä:

Kappaleista voi muodostaa kokoonpanoja:

Kokoonpanoja voi tarkastella joitakin osia läpinäkyviksi tai näkymättömiksi tehtyinä:

 ja osan voi kääntää haluamaansa tarkastelukulmaan, jossa tiettyjä detaljeja pääsee käsittelemään helposti (mutterit, vaarnaruuvit, akselit jne)

Kappaleiden mallien luontia

Alla muutamia kokeellisia kappaleiden mallinnuksia:

 Yllä kellon muotoinen kappale, tehty pyöräyttämällä splini -käyrän rajoittamaa profiilia pyörähdysakselin ympäri.

Oheinen kotelorakenne on tehty tilavuusmallina (swept base) määräämällä annettu poikkileikkaus kulkemaan avaruudessa annettuja käyriä pitkin.

 Maljanpuolikas. Poikkileikkausta pyöräytetään vain 180 astetta akselin ympäri.

Muki, jolla on korva.