나는 과학적 배경 (수학에서 대학원)을 가지고 있지만 (대부분) 생계를위한 코드를 가지고 있지만 기계 공학을 처음 사용합니다.

기계 장치를 만드는 것에 대한 아이디어가 있습니다. 기어, 링키지 및 액츄에이터가 필요합니다.

나는 어디에 맞는지 대략적인 아이디어를 가지고 있지만 실제 장치를 만들기 전에 소프트웨어에서 디자인을 테스트하고 조정할 수 있기를 원합니다. 명확히하기 위해 "테스트"라고 말하면 애니메이션을 통한보기를 의미합니다. 예를 들어 두 항목이 움직일 때 충돌하는지 또는 서로 이동할 때 충분한 여유가 있는지 여부입니다.

이를 통해 설계를 마무리하고 설계에서 물리적 시스템을 구축하기 전에 부품의 설계 및 시뮬레이션 테스트를 수행 할 수 있습니다.

단계는 다음과 같습니다.

1. 소프트웨어로 3D 디자인 구축
2. 설계를 수정하지 않으면 시뮬레이션이 "작동"하는지 확인하고 반복
3. "작동하는"디자인에서 물리적 시스템 구축

시스템이 함께 작동하는 세 개의 하위 시스템으로 구성되어 있음을 알았습니다.

따라서 각 하위 구성 요소를 완전한 시스템에 통합하기 전에 설계 및 테스트하고 싶습니다.

내 질문은 다음과 같습니다.

• 이것이 실제 세계에서 디자인이 이루어지는 방식입니까?
• 내가 계획 한 계획의 장단점은 무엇입니까?

FreeCAD를 사용하여 설계 및 테스트를 수행하려고합니다.

답 : 예 , 실제 환경에서 정확히 수행되는 방식입니다. 당신이 설명한 것은 CAD로 시스템을 점검하기 위해 제가하는 일입니다.

디자인 프로세스를 단계별로 진행하라고 지시 했으므로 아래에서 자세히 설명했습니다. 이 중 대부분은 CAD와 관련이 없습니다. CAD는 매우 중요하지만 연필과 종이를 먼저 꺼낼 준비가되어있는 경우에만 가능합니다. 또한 이것은 단지 나의 디자인 과정 이라는 것을 명심하십시오. 결코 그런 일을하는 유일한 방법은 아닙니다.

예비

디자인을 시작할 때 어떤 공간에 맞아야하는지, 어떤 인터페이스에 연결해야하는지, 입력 및 출력이 무엇인지와 같은 일반적인 매개 변수를 알아내는 것으로 시작합니다. (구체적인 예를 위해) 파이프를 길게 잡고 미리 정해진 섹션으로 자르는 기계를 만들고 있다고 가정 해 봅시다. 첫 번째 단계는 입력하려는 파이프의 크기와 재질, 기계가 파이프를 절단 해야하는 길이, 파이프를 절단하는 데 사용할 방법 및 공간이 얼마나되는지 결정하는 것입니다. 상기 기계의 작업 현장.

그런 다음 내가 생각하는 것을 대략적으로 스케치합니다. 파이프 커터 예에서 "커터"라고 표시된 상자와 파이프 무게 직경 및 길이가 표시된 선처럼 간단 할 수 있습니다.

다음 단계는 어떤 힘, 속도 등이 필요한지 알아 내기 위해 수학을하는 것입니다. 당신이 수학 배경에서 왔다고 말했기 때문에, 나는 이것에 너무 많이 머물지 않을 것입니다.

나는 일반적으로 여기에 또 다른 스케치를 작성합니다. 단, 관련된 힘을 알고 있기 때문에 구성 요소의 크기가 얼마나 클지에 대한 느낌이 있습니다.

수학을 한 후에, 나는 나의 필요를 충족시키는 상용 부품을 찾고 (가능한 경우) 해당 부품에 대한 CAD 파일 또는 기계 도면을 다운로드합니다.

일단 상용 부품이 있으면 또 다른 스케치를 작성합니다. 이번에는 상용 부품의 상대적 위치를 인터페이스로 표시하여 어떤 종류의지지 구조를 만들어야하는지 알 수 있습니다.

3D 모델링

이 시점에서 마침내 CAD 패키지를 작성했습니다. 3D 모델을 온라인에서 사용할 수없는 상용 부품의 3D 모델을 만든 다음 지원 구조 부품으로 진행하여 모든 부품을 조립품에 완전히 조립합니다.

CAD를 사용한 적이 없는지 궁금한 부분이 있습니다.

3D CAD에서는 각 부품 (일반적으로 상용 부품으로 제공되거나 자체 부품 파일에있는 단일 재료로 제작 된 부품)를 그려야합니다. 부품 파일이 있으면 어셈블리라는 것을 만들 수 있습니다. 어셈블리를 사용하면 여러 부품 파일을 선택하고 이들 사이의 연결을 정의 할 수 있습니다 CAD 프로그램은 "충돌"에 대한 의미가 없으므로 어떤면이 다른면과 정렬되어 있는지, 간격이 어느 정도인지 등 프로그램에 알려야합니다 2 개의면을 평행으로 지정하면 1 개의 자유도가 제거되고 메이트 (두면이 일치 함)는 2 개 또는 3 개의 등을 제거합니다.

프리 카드

나는 FreeCad를 사용하지 않았기 때문에 장단점에 대해 구체적으로 언급 할 수는 없지만 내 추측은 이것입니다. 프로는 무료이며 치수가 작동하고 작동하지 않는 것을 볼 수 있습니다 상업용 소프트웨어가 더 사용하기 쉬울 것이라는 단점이 있습니다.

CAD는 기하학적 간섭 및 특수 설계를 결정하는 데 필수적입니다. CAD 패키지에 유한 요소를 사용하는 경우 데이터를 응력 및 변형 계산에 사용할 수 있습니다 (시스템이 하중을 견딜 수 있는지 결정). 시스템이 동적 일 경우 정적 하중과 동적 하중이 있기 때문에 이것은 복잡해질 수 있습니다. 모델에 다양한 하중이 가해지면 동적 하중을 계산해야합니다.

기계적 강도 외에도 시뮬레이션을 사용하여 결정해야하는 다른 매개 변수가 있습니다. 서스펜션 시스템을 설계한다고 가정하십시오. 스프링의 스프링 상수와 댐퍼의 댐핑 상수는 시뮬레이션을 사용하여 선택해야합니다. 수학적 시뮬레이션은 Simulink를 사용하거나 컴퓨터 언어로 코딩하여 개발할 수 있습니다. 예상되는 힘 프로파일과 테스트 조건을 사용하여 시뮬레이션을 사용하여 매개 변수를 결정할 수 있습니다.

저는 포춘 500 대 기계 공학 회사에서 일합니다.

기계 시스템에서 제품 개발 프로세스는 크게 다음과 같습니다.

나는 당신이 힘, 온도, 압력 등과 같은 것들에 대한 완전한 사양을 가지고 있고 곧바로 설계를 시작할 수 있다고 가정합니다. 첫 번째는 사양을 충족하거나 충족하지 못할 수있는 설계 개념을 생성하는 것입니다. 이는 작업을 수행 할 형상, 모든 작동 조건에서 제조 및 성능을 쉽게 할 수있는 재료, 지정된 설계 수명 동안 지속되는 올바른 구조적 무결성 특성을 선택하는 조합입니다.

이 설계는 솔리드 구성 요소가 모델링되는 CAD 패키지로 완료됩니다.

여기에서 어셈블리 및 생산 도면을 만들 수 있지만 먼저 분석을 통해 설계를 검증해야합니다. 치수가 설계 엔벨로프, 기본 동역학 및 동역학 또는 유체를 처리하는 설계의 질량 균형 내에서 작동한다는 것을 보여주는 기본 수학 및 물리학 일 수 있습니다.

보다 정확한 분석을 위해서는 CAE (Computer Aided Engineering) 또는 ALD (Analysis Led Design) 소프트웨어에 구현 된 정교한 방법을 사용해야합니다.

응력과 변형, 온도 및 유체를 연구하기 위해 유한 요소법을 사용하여 메쉬 모델과 일부 경계 조건을 기반으로 로컬 속성을 계산합니다.

지오메트리와 유체 상호 작용을 연구하고 압력, 온도 및 기타 유체 및 열 특성을 조사하기 위해 전산 유체 역학이 사용됩니다. 이것은 가장 일반적으로 유한 체적 방법의 구현입니다.

시뮬레이션하고 반복하는 것을 암시했습니다. 이것이 본질적으로 프로세스가 수행되는 방식입니다. 그러나 통계적으로 검증 된 방법은 실험 설계 설계를 사용하여 최적화 된 설계 구성을 생성하는 데 사용됩니다.

당신이 어떻게 탔는지 확실하지 않지만 나는 같은 보트에 있고 넘어졌습니다.

"기어, 링키지 및 액츄에이터가 필요합니다"나는 애호가에게는 매우 어렵다고 생각합니다. 이 수준의 모델링에는 ££££의 전문 디자인 소프트웨어가 필요합니다. 만약 당신이 그것을 얻을 수 있다면, 당신이 3D 모델링 사고 방식에 종사 한 후 모든 것이 잘됩니다. 2D 제도와는 다릅니다.

특히 저는 FreeCAD 0.16 (현재의 안정 버전)을 테스트하고 실망했습니다. 실제로 사용 가능한 시점은 아닙니다. 2D LibreCAD와 같은 많은 오픈 소스 패키지가 제공하지 않기 때문에 유용성에 도달하지 못할 것이라고 생각합니다. 또한 둘 이상의 부분을 처리 할 수 ​​없으므로 링크가 아닌 링크 만 모델링 할 수 있습니다.

학업 적으로 연계되어 있으므로 SolidWorks 또는 SolidEdge와 같은 학생 / 학업 라이센스를받는 것이 좋습니다. Fusion 360도있을 수 있습니다. 이들은 잘 작동하며 연계 등에 적합합니다. 또한 모션 범위를 모델링 할 수 있습니다. 불행히도 Linux 사용자에게는 현재 사용 가능한 무료 3D 모델링 패키지가 없습니다.

나는 과학적 배경 (수학에서 대학원)을 가지고 있지만 (대부분) 생계를위한 코드를 가지고 있지만 기계 공학을 처음 사용합니다.

필자는 소프트웨어의 설계, 테스트, 코딩 (순서대로) 및 분산 방식과 기계식 모델이 CAD로 기술되는 방식 사이에 많은 아날로그가 있다는 것을 관찰했습니다. 어쩌면 이것은 내가하는 대부분의 작업이 파라 메트릭 모델링이기 때문입니다. 예를 들어 컴퓨터를 매개 변수로 모델을 생성하는 방법에 대한 레시피를 기술 한 다음 테스트 할 수 있습니다.

당신은 확실히 올바른 트랙에있는 소리.

소프트웨어 도구와 마찬가지로 도구를 잘 선택하고 알아야합니다.

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