Tsarin Motoci da Tallafin Kwaikwayo: CAE, CFD da FEA

Riba:

• Ikon bayyana rawar CAE, CFD da FEA a cikin ƙirar kera motoci da kuma yadda hankali na wucin gadi ke haɓaka shi azaman ƙirar maye.
• Ikon saita tsayayyen tsokaci don ƙirar ƙira, duban siga da fassarar sakamako na kwaikwayo
• Ikon tabbatar da ƙira da aka samu AI da fitarwa samfurin maye tare da haɗuwa, yancin kai na hanyar sadarwa, da yanayin iyaka ta zahiri

Zanen abin hawa na zamani a yanzu an haife shi ne akan kwamfuta kafin yanke karfe da yin samfura. A cikin zuciyar wannan duniyar ƙirar dijital da tabbatarwa akwai gajarta guda uku: CAE, CFD da FEA. A cikin wannan rukunin, za mu fara bayyana waɗannan dabaru guda uku a sauƙaƙe, sannan za mu ga yadda hankali na wucin gadi ke haɓaka waɗannan ƙididdiga masu nauyi da, mafi mahimmanci, yadda za a tabbatar da waɗannan abubuwan cikin sauri cikin aminci.

• CAE ( Injiniyan Taimakon Kwamfuta): Kalmar laima ce don kwaikwayi halayen ƙira (ƙarfi, kwarara, zafi, girgiza) akan kwamfuta ba tare da yin samfuri na zahiri ba.
• FEA (Analysis na Ƙarshe): Hanya ce da ke raba sashe zuwa dubban ƙananan "kayan abu" kuma yana ƙididdige yadda za a shimfiɗa shi, lanƙwasa da ko zai karye a ƙarƙashin ƙarfin da aka yi amfani da shi. Misali: ko hannun dakatarwa zai karye lokacin shiga rami.
• CFD (Hanyoyin Ruwa na Lissafi): Yana daidaita iska ko kwararar ruwa. Misali: kwararar iska a kusa da abin hawa (aerodynamic ja), sanyaya injin, samun iska.

Me yasa simulation yayi jinkiri kuma a ina AI ke shiga?

Babban mahimmin CFD ko FEA na iya ɗaukar sa'o'i ko ma kwanaki akan gungu na kwamfutoci don ƙira ɗaya. Lokacin da injiniya ke son gwada geometries daban-daban 200, wannan yana nufin watanni. Wannan shi ne inda hankali na wucin gadi ke taka rawa biyu masu ƙarfi:

1. Model Surrogate/metamodel: Na'ura ce ta koyan injuna wacce ke koyo daga ƙaramin adadin siminti na gaske kuma yana tsinkayar sakamakon sabbin ƙira a cikin daƙiƙa. Ba ya maye gurbin ainihin ƙarfi; shi ne mai sauri "approximator" da shi. Binciken ƙira 200 tare da samfurin maye gurbin, ba ainihin mai warwarewa ba, da aika 5 mafi yawan alƙawarin zuwa ga ainihin warwarewar yana adana lokaci mai yawa.
2. Ƙirar ƙira: Hanya ce da kwamfutar ke samar da adadi mai yawa na madadin geometries a ƙarƙashin ƙayyadaddun da injiniyan ya ba da (makiyoyin haɗin kai, nauyin da za a ɗauka, wuraren da aka haramta, kayan). Sakamakon sau da yawa kwayoyin halitta, kamar kashi, sifofi masu nauyi.

Tukwici: Samfurin maye yana da abin dogaro lokacin da ake “haɗawa” (ana hasashen cikin kewayon da ya koya); Yana da haɗari lokacin da "extrapolating" (fasalin a waje da kewayon da ya koya). Sanin iyakar sararin ƙirar ku.

Mataki-mataki: Gudun aikin siminti mai ƙarfin AI

1. Bayyana matsala da takura. Menene kuke ingantawa (nauyi? ja? damuwa?), Waɗanne matsalolin da aka gyara (wuraren hawan ramin, ƙarar hawan)?
2. Gano masu canjin ƙira. Misali, sigogi 5 na tashar sanyaya: kusurwar shigarwa, yanki na giciye, tsayi, radius lanƙwasa, matsayi mai fita.
3. Yi zane na gwaje-gwaje (DOE - Design na Gwaje-gwaje). Zaɓi samfurin (misali maki 40) wanda ke rufe sararin samaniya cikin hikima, ba duka haɗuwa ba. AI na iya ba da shawarar dabarun samfur anan.
4. Gudun waɗannan maki 40 tare da ainihin warwarewa. Wannan ita ce bayanan "gaskiya".
5. Horar da samfurin maye kuma auna daidaitonsa tare da wuraren gwaji da aka tanada.
6. Yi ɗimbin dubawa tare da ƙirar maye kuma zaɓi mafi kyawun ƴan takara.
7. Tabbatar da mafi kyawun ƴan takara kuma tare da ainihin warwarewa. Ba za a iya tsallake wannan matakin ba.
8. Tabbatar da yanke shawara ta ƙarshe tare da samfur na jiki/gwaji.

Tabbatar da fitarwar siminti: haɗuwa da yancin kai na cibiyar sadarwa

Akwai mahimman bayanai guda biyu kafin amincewa da sakamakon FEA/CFD:

• Haɗuwa: Ƙididdigar ƙididdigewa na mai warwarewa ya kai madaidaicin ƙima. Maganin da ba a haɗa shi ba ba shi da ma'ana. Lokacin da AI ya ce "sakamako 250 MPa" ya kamata ku tabbatar ko wannan ya fito ne daga hanyar haɗin gwiwa.
• Mesh 'yancin kai: Sakamakon baya canzawa sosai lokacin da kuka matsar da abubuwa ( raga ) wanda kuka raba sashin a ciki. Idan raga ya yi yawa sosai, sakamakon zai iya zama mai ruɗi; Idan ya yi sirara sosai, lissafin zai yi tsawo ba dole ba. Gabaɗaya, cibiyar sadarwa tana ƙara ƙarfi sau biyu ko uku kuma ana samun maki inda sakamakon ya daidaita.

sarrafawa

Me yake tambaya?

Hadarin lokacin tsalle

haduwa

Shin maganin ya kai madaidaicin ƙima?

Sakamakon bazuwar/mara ma'ana

'Yancin hanyar sadarwa

Shin sakamakon yana canzawa lokacin da hanyar sadarwar ta zama mai yawa?

Damuwa a ƙarƙashin / kima

yanayin iyaka

Shin lodi/goyan bayan gaskiya ne?

Halin da ba daidai ba, ƙira mai aminci

Samfurin kayan aiki

An shigar da madaidaicin lanƙwasa/fasalin?

Ƙimar ƙarfin da ba daidai ba

Tsanaki: Lokacin da AI ya fitar da samfurin maye, ainihin simintin da ke bayan wannan fitarwa dole ne ya wuce haɗuwa da yancin kai na hanyar sadarwa. "Sharar cikin, datti": samfurin maye wanda aka horar akan mummunan simulation yana haifar da mummunan tsinkaya.

Karamin karatu

Hali na 1 - Haske a kan hannun dakatarwa. Ƙungiya ta sake tsara hannun dakatarwar aluminium tare da ƙirar ƙira. An horar da shi akan 60 na ainihin FEA mafita, samfurin maye yana ba da shawarar juzu'i wanda ke rage nauyi da 19%. Ƙungiyar ta tabbatar da manyan 'yan takara 3 tare da ainihin warwarewa; Matsakaicin matsakaicin matsananciyar damuwa na ɗaya shine 12% sama da hasashen samfurin maye (yana cikin yankin extrapolation). An kawar da wannan ɗan takarar, sauran biyun an karɓa kuma an aika zuwa gwajin gajiya ta jiki. Sakamako: An sami saurin sauri, amma an yanke shawarar ƙarshe ta ainihin mafita + gwaji.

Case 2 - Aerodynamic madubi. Ana yin sikanin sigina 5 don rage hayaniyar iska da madubin gefen ya haifar. Tare da ainihin CFD zane yana ɗaukar sa'o'i 6; 5,000 ƙirar ƙira tare da 45 na gaske runs + samfuran wakili ana duba su cikin daƙiƙa. Akwai ɗan takarar da ke ba da haɓaka kusan maki 4 (ƙididdigar ja) a cikin ja (Cd) kuma ana gwada shi a cikin ramin iska; haɓakar da aka auna shine 85% na hasashen. Kammalawa: AI ya taƙaita binciken, ramin iska ya tabbatar.

Hali na 3 - Yanayin iyaka mara kuskure. A cikin FEA na sashin jiki, AI ya ce "amintaccen damuwa, factor 2.1". Babban injiniya yana kallon yanayin iyaka: ana amfani da kaya a hanya ɗaya, yayin da a cikin aiki na ainihi akwai nauyin bidirectional na girgiza. Lokacin da aka sake warwarewa tare da madaidaicin yanayin, yanayin aminci ya faɗi zuwa 1.1; Wannan ba abin yarda ba ne. Sakamako: AI yana cewa "lafiya" yana yaudara saboda yanayin da ba daidai ba; Ingantacciyar shigar da bayanai ta ajiye sakamakon.

m samfuri

Samfura 1 - Bita na saitin kwaikwaiyo:

Matsayi: Kai babban injiniya ne na CAE (mafi iyaka). Aiki: Bincika saitin FEA na a ƙasa kuma jera abubuwan da suka ɓace/masu haɗari. Mahimmanci: Hannun dakatarwar Aluminum, nauyin a tsaye 6 kN, taro daga 2 kusoshi, ƙarfin kayan abu 240 MPa. Ƙuntatawa: haɗuwar adireshi, 'yancin kai na raga, yanayin iyaka da ƙirar ƙirar kayan kai daban. Fitowa: Jerin dubawa + kowane abu 'ok/hadari/incomplete'.

Samfura 2 - Ƙirar gwaje-gwaje (DOE) shawarwari:

Matsayi: Kai mai ba da shawara ne na ingantawa.Task: Ba da shawarar samfurin DOE mai inganci don masu canji na ƙira 5.Tsarin: Ma'auni da jeri: [rubuta jeri ba tare da suna ba].Manufa: Jawo ragewa, kasafin kuɗi na 40 na gaske. Fitowa: Hanyar Samfur + maki nawa + hujja. Ƙara rabi na extrapolation.

Samfura na 3 - Fassarar sakamako mai maye:

Matsayi: Masanin kimiyyar bayanai + Injiniya CAE. Aiki: Fassara ma'aunin kuskuren tsinkaya na samfurin maye na. Ma'anar: R2 = 0.94, ma'anar kuskure cikakke = 8 MPa, mafi munin matsayi a gefen sararin ƙira. Ƙuntatawa: Kasance a bayyane game da aminci a gefuna; gaya mani waɗanne 'yan takara ne ke buƙatar tabbaci tare da ainihin warwarewa. Fitowa: Fassarar + ma'aunin ɗan takara wanda ke buƙatar tabbatarwa.

Samfura 4 - Ma'anar ƙaƙƙarfan ƙira na ƙira:

Matsayi: Kai ƙwararren ƙira ne na ƙirar ƙira.Aiki: Zayyana bayanin matsalar ƙira na ƙirar ƙira don shingen injin.Tsarin: 3 tashoshin jiragen ruwa an gyara su, akwai ƙarar da aka haramta, mafi ƙarancin manufa, kayan da aka jefar aluminum, hanyar masana'anta shine simintin.Fitowa: Loads | takura | manufa | manufacturability sa tebur.

Rauni mai ƙarfi / Ƙarfi mai ƙarfi

Rawanin faɗakarwa:

Sauƙaƙe wannan yanki.

Sakamakon rashin tabbas; Wanne kaya, wane abu, wanne ƙuntatawa ba a sani ba. AI yana ba da amsa gabaɗaya, mara amfani.

Ƙarfi mai ƙarfi:

Matsayi: Kai injiniyan CAE ne. Aiki: Ba da shawarar dabaru daban-daban guda 3 don sauƙaƙa maƙasudin gaba dangane da taro (topology, abu, sashe). Ma'anar: Bakin ƙarfe, 3 kN a tsaye + nauyin girgiza, dole ne a kiyaye yanayin aminci aƙalla 1.5, tilas yin simintin ya kasance mai samarwa. Ƙuntatawa: Rubuta ribar da ake tsammani da haɗari ga kowane dabarun; kar a ayyana kowace shawara 'lafiya' ba tare da gwaji ba. Fitowa: Dabaru | kimanta yawan riba | kasadar | gwajin tabbatarwa.

Kuskuren gama gari

• Kuskure samfurin maye don ainihin warwarewa. Samfurin maye yana annabta; Ainihin bayani da gwajin jiki sun tabbatar da 'yan takara na ƙarshe.
• Ketare 'yancin kai na hanyar sadarwa. Ƙunƙarar raga na iya haifar da sakamako mai kama da aminci amma yana da haɗari.
• Yanayin iyaka mara daidai. "Safety factor" yana yaudara ne idan ainihin yanayin lodawa ba daidai ba ne.
• Ba a lura da extrapolation ba. Hasashen da ke waje da sararin ƙira na iya zama kuskure cikin shiru.
• Mantawa da ƙirƙira. Kyawawan sifofi masu kyan gani ba shi da amfani idan ba za a iya jefa shi ko injina ba.

A takaice

• CAE, FEA da CFD sun gwada ƙira akan kwamfutar kafin samfurin jiki; Suna da nauyi kuma a hankali.
• Samfuran maye gurbin da ƙirar ƙira suna haɓaka wannan tsari sosai tare da AI, amma ba sa maye gurbin ainihin mai warwarewa da gwajin jiki.
• Dole ne a tabbatar da kowane sakamakon kwaikwaiyo dangane da haɗuwa, yancin kai na raga, yanayin iyaka da samfurin kayan aiki.
• Samfurin maye gurbin abin dogara ne a cikin tsaka-tsaki amma yana da haɗari a cikin haɓaka; mafi kyawun 'yan takara koyaushe ana tabbatar da su tare da ainihin mafita.

Aikin aikace-aikace

Zaɓi wani yanki (misali madaidaicin na'ura mai kwakwalwa). (1) Rubuta haƙiƙa, ƙayyadaddun ƙayyadaddun ƙayyadaddun ƙayyadaddun ƙayyadaddun ƙayyadaddun ƙayyadaddun ƙira da za a inganta su. (2) Samar da daftarin bayanin matsalar ƙira na ƙira tare da Samfurin 4. (3) Shin AI ta siffanta tsarin aikin maye gurbin kuma ku tambayi "wane mataki ba zan taɓa tsallakewa ba" kuma kimanta amsar tare da anchors guda uku. (4) Bayyana irin gwajin jiki da za ku yi don tabbatar da sakamakon.

jerin abubuwan dubawa

• [ ] Na fayyace makasudin ingantawa da ƙayyadaddun ƙuntatawa.
• [ ] Na nuna bambanci tsakanin samfurin maye gurbin da ainihin mai warwarewa akan saurin.
• [ ] Na shirya haɗuwa da bincika 'yancin kai na hanyar sadarwa.
• [ ] Na tabbatar da cewa yanayin iyaka yana nuna ainihin yanayin lodi.
• [ ] Na ƙara matakin tabbatar da mafi kyawun 'yan takara tare da ainihin mafita + gwajin jiki.
• [ ] Na sanya masana'anta a cikin jeri azaman ma'auni.