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20210307

Software Online Help / Manual

 Software Online Help / Manual

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# Update = 2020-11-25
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# Keywords = CAD, CAE, CAX, Manual, Help, ... 
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20191121

扣件 CAD / CAE / CAM 應用

扣件 CAD / CAE / CAM 應用

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# Update = 2019-11-20
# Author : Enson, C-H, Yu, Ph.D.
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# Keywords: Fastener, CAD, CAM, CAE, ... .
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# Screw 螺絲：

## Design :

[] 牙板設計 (SOLIDWORKS)、搓牙分析 (DEFORM3D)、牙板加工 (SurfCAM) [Kao,2006]。

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## Simulation (CAE) :

[] 以 DEFORM-3D 進行 AISI-1010 之搓牙成形分析 [Hsia,2015]。

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# REFERENCE

[] Kao, Y. C., Cheng, H. Y., She, C. H. (2006). Development of an integrated CAD/CAE/CAM system on taper-tipped thread-rolling die-plates. Journal of Materials Processing Technology, Vol.177, pp.98-103. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924013606004924

[] HSIA, Shao-Yi; PAN, Shuo-Kai; CHOU, Yu-Tuan. Computer simulation for flat-die thread rolling of screw. In: International Conference on Innovation, Communication and Engineering. 2015.

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20190711

NX Thermal / Flow 模組流場分析

NX Thermal / Flow 模組流場分析

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# Date : 2019-07-11
# Author : Enson, C-H, Yu, Ph.D.
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# Keywords: NX Thermal/Flow, CFD, CAE, ... .
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 # 以 NX Thermal / Flow 模組，進行簡易百葉窗空氣流場分析。

# Image :



# Video:

*REF. = https://youtu.be/r-qekN-Jty0



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20190506

NX 多軸運動模擬

NX 多軸運動模擬

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# Date : 2019-05-06
# Author : Enson, C-H, Yu, Ph.D.
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# Keywords: NX, Multi-Axis Motion, ... .
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# ABSTRACT

以 NX 進行多軸運動模擬（旋轉、直線運動）。

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# Video :



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# REFERENCE :

*Demonstration of multi Axis motion in NX., Youtube, https://youtu.be/iqrDcaKtloE

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20171229

CAX 相關網站

CAX 相關網站

Keywords = CAX, CAD, CAM, CAE, Database ... .
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CAX 指電腦輔助技術 (Computer-aided technologies) [WIKI]；最常見有：
  [] 電腦輔助設計 (CAD) [WIKI]
  [] 電腦輔助製造 (CAM) [WIKI]
  [] 電腦輔助工程/分析 (CAE) [WIKI]

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相關網站：


相關公司：

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REFERENCE



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20170901

可 OOO 設計 (Design for X, DFX)

可 OOO 設計 (Design for X, DFX)


 Keywords : CAD, CAE, CAX, DFM, DFMA, DFT, Manufacturing, Design, Testing ... .
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面向產品生命週期設計 (Design For X, DFX) [WIKI] [MbaLib]：

  • X = 產品生命週期中的某一環節。

__________

可製造性設計 (Design for manufacturing, DFM) [WIKI] [MBALIB]：

  • 在進行產品設計時，除考慮產品功能與性能要求外，並考量到製造之可行性、效率與成本效益 [MBALIB]。

__________

製造與組裝性設計 (Design for Manufacturing and Assembly, DFMA) [MbaLib]：

  • 產品設計時，除了 DFM 要求，加入組合裝配之考量 [MBALIB]。

__________

可測試性設計 (Design for Testability, DFT)

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DFM, DFMA 應用：
__________

DFT 應用：
  • [] PCB製造過程中，降低缺陷發生機率，確保檢測和定位出製造缺陷[EETaiwan,2016]。
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REFERENCE

REF. DFM and DFMA
REF. DFT

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20170725

電腦輔助設計與分析 (CAD and CAE)

電腦輔助設計與分析 (CAD and CAE)


Keywords: CAD, CAE, Integration, ... .
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傳統 CAD系統，採用參數式設計，以改變產品形狀和尺寸，但難以得到最佳設計，原因是當修改了一個參數，就得花時間等分析結果，方能評估其修改之效果。

MIT 所發展之 InstantCAD 系統，在接受 cad 後，即上傳至雲端，同時評估多種幾何尺寸，並進行分析，以產生預運算資料（precomputed data），讓使用者能拖拉CAD進行互動式探索（interactive exploration）與自動最佳化（automatic optimization）[MIT,2017]。

InstantCAD: Making CAD Easier, https://youtu.be/45YLK7vbL3M

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REFERENCE.

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20170622

Cloud Computing of CAE (雲端 CAE)

Cloud Computing of CAE (雲端 CAE)

Keywords : CAE, Cloud computing, Online, ... .

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Company and Platform:

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High-performance computing (HPC)


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REFERENCE:


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VIDEO:

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20170523

CAE 資訊與應用

CAE 資訊與應用

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CAE 資訊網站

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CAE 軟體種類

CFD 計算流體力學 [WIKI]


  • OpenFOAM：[WIKI] [Website] 
    • Open Source Field Operation and Manipulation.

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泛用型

  • ANSYS, MARC.
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結構分析

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金屬成形分析

  • DEFORM, SIMUFACT.
  • DYNAFORM, PamStamp.
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塑膠模流分析

  • Modex 3D：多模穴共注射成型模擬，不同射速造成流動剪切應力差異，導致材料抵達模穴時間不同，評估改變流道角度、對稱設計或增加溢流區，可改善流動不平衡問題 [CTIMES,2017]。

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REFERENCE

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20160919

PROFIL - 保桿內樑輥軋工法設計

PROFIL - 保桿內樑輥軋工法設計


以 UBECO PROFIL 建立保桿內樑之輥花圖、輪廓應力分析及輥輪圖。

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Reference.


[1] US-5395036, Method of roll-forming an end automotive bumper.
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Youtube.



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Using UBECO PROFIL to design the  flowers and rollers of an automotive bumper beam.

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20151128

梅花沖棒熱鍛成形 (Hot Forging of A Punch Pin)

梅花沖棒熱鍛成形 (Hot Forging of A Pin Punch)

沖棒(pin punch)是用於沖壓鍛造成形常用的沖頭，用於加壓材料，使其填滿模穴，得到所需要的鍛件。

沖棒常見材料是模具鋼，如工具鋼（ SKD-11、SKD-61）、高速鋼（SKH 9），材料強度高硬度高，不容易採用塑性成形方式製造，多採用CNC 工具機加工出外觀後，再利用磨床精修，加工時間長；而生產沖棒的公司，在備料上，常需要備有不同尺寸、不同材質的沖棒以做供應用。

在這篇文章中，利用熱鍛方式進行梅花沖棒之成形模擬。

Youtube : https://youtu.be/e6F8SslMWGQ






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20151118

CAE 基本觀念及 NX FLOW Simulation 練習

CAE 基本觀念及 NX FLOW Simulation 練習

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CAE 的觀念就是：MODEL！

模型包含：CAD、材料、網格、邊界、求解器 ...。

模型搞清楚了，
不管是CAD 內建的分析模組 (SOLIDWORKS, NX, CATIA ...) ，
還是專門做 CAE 的軟體 (ANSYS, MARC, NASTRAN)，

方法對了，跑做出來的結果就應該要有一致的趨勢.

這動畫是用 NX  熱流(Thermal / Flow)分析模組所做的練習，
給定流體材質與流動範圍、進出口條件，即可進行分析。


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20151117

NX - Motion Simulation 運動模擬

NX - Motion Simulation 運動模擬

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運動對類型：

  (01) Cable 皮帶接合
  (02) Joint 鉸鏈接合
  (03) Revolute 旋轉接合
  (04) Slider 滑塊接合
  (05) Cylindrical 圓柱接合
  (06) Screw 螺桿接合
  (07) Universal 萬向接合
  (08) Spherical 球接合
  (09) Planar 平面接合
  (10) Rack and Pinion 齒輪齒條接合
  (11) Point on Curve 點線接合
  (12) Point on Surface 點面接合

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驅動力 (Driver) = 初始外部驅動，即動力源。

  (1) Non = Without driven force
  (2) Constant
  (3) Harmonic
  (4) Function
  (5) Articulation
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範例：

 *.以 NX 模擬齒輪傳動

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REFERENCE

  • 周文成 (2012) SIEMENS NX 8.X入門與應用, 新文京開發出版股份有限公司, ISBN:9789862366837.
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20141011

電腦輔助分析標準作業程序 (SOP of CAE simulation)

電腦輔助分析標準作業程序 (SOP of CAE simulation)

以下是做結構分析及金屬成形 CAE 分析，將持續更新。
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一、準備 CAD 模型


1. 確認幾何

從產品到分析用之CAD模型，如果外型簡單，能直接拿來做 CAE 建模最好，不然還是自己花點時間，把不必要的小特徵（feature）拿掉，再拿來做 CAE 模型。建議在CAD環境下進行修改，在CAD環境中編輯遠比在CAE環境中編輯來的方便，若是 CAD 與 CAE 軟體間具有關聯性，在CAD所做的模型設計變更，能立即地轉換至 CAE 中。

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二、準備材料模型

1. 材料實驗

依照材料實驗規範（ASTM、JIS）準備試片、設定參數進行材料實驗，
常見的材料實驗有：

（1）材料塑流應力模型：鈑料拉伸試驗、圓柱壓縮實驗。

（2）材料摩擦特性模型：圓環壓縮試驗。
（3）臨界破壞值（critical damage value, CDV）


2. 將材料實驗資料轉換成數據模型。


（1）位移-負荷曲線圖（stroke - load curve）

（2）真實應力-應變曲線圖（true stress - strain curve）
（3）機械性質

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三、前處理-建立 CAE 模型（Pre-processor）


1. 幾何（Geometry）

確認單位、檢查CAD轉換至 CAE中，是否發生破面、
是否需要修復及重建曲面。

2. 網格（Element / Mesh）

（1）依分析類型選擇元素類型（element type）：
           實體、實體-殼、殼元素（solid、solid-shell、shell）。

（2）實體元素可分成四面體（tetra）及六面體（hexa），
          網格大變形的鍛造適用四面體元素、
          材料流動平緩的擠製類成形則用六面體網格。
（3）殼元素則以積分點（integration points）數目應用在不同分析中，
          如3積分點用在金屬鈑金成形、5-7點則應用在彈回分析。
（4）檢查網格品質。
（5）網格自動 / 手動細化 (remesh)

3. 材料特性（Material properties）：

彈性模數(K)、加工硬化指數 (n)、降伏應力 (Sy, yield stress)、
破壞值 (CDV, critical damage value)。

4. 邊界條件（Boundary conditions）：
對稱面 (symmetry plane)、固定端 (Fix)、負荷 (load)。

5. 分析控制（Simulation controls）：

步進控制 (step control)、停止條件 (stop criteria)。
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四、求解（Solver）


1. 求解器（solver）

依照分析類型（sim type）及元素類型（element type）
選擇適用的求解器進行求解。

2. 收斂性（convergence）


一般以誤差判斷收斂與否，常見為速度誤差（velocity tolerance）及
力量誤差（force tolerance）。
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五、後處理（Post-processor）

1. 結構強度分析（structure strength analysis）：
    Modal，deformation，strain、stress。

（1）模態分析結果：結構變形的趨勢，振幅看變形程度。

（2）應力分析結果：看結構脆弱處。

2. 金屬成形分析（metal forming analysis）：
    Deformation、strain、stress、damage。

（1）變形：材料流動，是否發生流動缺陷，如疊料（folding）。
（2）應變：變形激烈程度。
（3）應力：材料受壓、受拉、彈性變形 or 塑性變形。
（4）破壞：材料過度變形，發生破裂 or 失效。
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Enson. 
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20120313

20120313-鋁合金容器瓶製造方法(The Manufacturing Method of the Aluminum Alloy Cans)

20120313-鋁合金容器瓶製造方法(The Manufacturing Method of the Aluminum Alloy Cans)

鋁合金高壓容器瓶，如氧氣瓶、瓦斯罐、保溫瓶等產品，目前最具經濟效益的作法，就是利用多道次縮口製程(nosing)，將鋁合金胚料(billet)，經過反擠伸製程(backward extrusion)得到瓶胚後(tube billet)，再利用縮口製程，對瓶胚端部做局部加壓成形。

其他成形方式，尚有旋壓成形法(Spinning)，利用瓶胚旋轉，利用一沖頭沿徑向及軸向進給(feed),但是利用此法，成形後產品表面品質差，需要進行全面的機械加工(machining),材料浪費多，因此，以多道次縮口成形法，是目前廣為應用的方法。
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以下是相關的影片 via Youtube.
*縮口成形（nosing）：http://youtu.be/bjP_5a3DoZI

*旋壓成形（spinning）：http://youtu.be/EzVogfVxXPc

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網路上開放課程何其多，但是那仍然不是一般大眾可以了解的知識，知識，要具備一般性、普及性，透過將資訊、資料經過吸收、重整後，用一般人看得懂的詞彙描述出來，這是我目前正在嘗試的事。
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20111101

20111101-CAE及鍛造模擬

20111101-CAE及鍛造模擬

Fig-01-CAE價值鏈示意圖

這是最近在使用一套 CAE 軟體以及和教授、軟體工程師 PK 的心得。

過去沒有商業化軟體，學者都得自己搞理論、寫程式，造就了一堆理論大師，也因此，不管軟體怎麼設定，反正我懂物理意義、數值分析...軟體做不到，就是軟體的問題，但是～時至今日，現在問題來了，軟體已經不是『有』就夠了，有了，就要好、就要更好！分析結果精度夠，是基本要求，不準，那就準備被淘汰，現在要求的是要使用上人性化，操作更加地直覺化！

因此，軟體越進步，使用者的腦袋被軟體介面訓練得越來越理所當然，一堆內建值（default），不明就裡的人，就只會一直按ok、ok、ok～成就了一堆 【Mr. Default】，說是在【操作】軟體，不如說是被軟體訓練操作，如果能向上了解理論、了解核心技術，那就能進階，變成【玩】軟體，好比打棒球，單純的安打得分，是必然，但是再加上一些戰術，如盜壘、短打、強迫取分這些手段，那才有趣！
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CAE 軟體又可分為原生核心軟體，以及使用別人核心的介面軟體，原生核心如 LS-DYNA、MARC、DEFORM、ANSYS ... 這些軟體是從自家發展核心起來的產品。

而介面軟體，舉例來說，如 Fig-02 所示，如 LSTC 提供了顯式求解核心（DYNA），就衍生出了如DYNAFORM提供了鈑金成形（sheet forming）的使用介面，讓使用者更易於使用；

SIMUFACT則是使用了 MARC、DYTRAN，分別作為有限元素法（FEM，finite element method）、有限體積法（FVM，finite volume method）的運算方法，因此可以進行大部分的金屬成形分析，且有限體積法，採用不會有網格重劃分的問題。


COPRA，則是架構在 AutoCAD、MARC之上，提供介面在 AutoCAD中進行輥軋成形設計，再利用MARC進行分析。

                          
Fig-02-CAE 輸入、處理、輸出示意圖

這就會發現一個問題！如果操作軟體有問題，要去看哪裡的help？答案是～先看介面軟體的，如果寫的不好，再去翻核心軟體的help出來看！
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CAE創造經濟的部分只有兩個，創造【知識經濟】的學者專家，以及創造【實體經濟】的客戶。知識經濟，來自於理論，將理論結合研究成果，使其技術化，可以商品化，推出產品或是利用技轉機制，將技術賣給需要的人。這是一個【供-需】的問題，但是其中的關鍵是【工程師】，工程師的品質攸關了 CAE 分析的品質，工程師分析亂作亂設定，得到的就是亂七八糟的結果，即所謂的 GIGO（garbage in，garbage out），所以說，工程師除了要熟悉軟體的操作流程，更重要的是知道每一個設定所代表的意義，因此，必須對材料、數值運算、有限元素分析等相關理論知識，具有一定的水平，做出來的分析質量才會高。

以一典型的鍛造(forging)成形分析為例，分析前，你得設定模具(tool)、胚料(workpiece)、元素(element)、網格(mesh)、材料(material)、模具運動(motion)、溫度(temperature)、摩擦(friction)…這些物件參數，以及求解器(solver)、收斂準則(convergence)、進給量(step) … 這些分析參數，如 Fig-03 所示。很多人會說～自己懂得某某套軟體，但是，實際上說出這些話的人，很多都知道要設定上面那些參數，而不曉得這些參數如何來，如何定義，將這些參數展開，就能看到其背後的知識量，相當深奧，如 Fig-04 所示。

Fig-03-鍛造分析系統圖
Fig-04-分析參數展開圖
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分析做出來了，接著就是表現，如何呈現出分析的重點，以鍛造（forging）來講，常見的後處理有：負荷位移圖（stroke-load）、材料流動(material flow)、應變分佈(strain distribution)、破壞分佈圖(damage distribution)，如 Fig-05 所示。

1. 負荷位移圖：可以知道成形力，了解該選擇什麼樣的幾台設備，如 Fig-06 所示；

2. 材料流動：可以知道材料變形的趨勢，再輔以應變（strain）及流線分析（flow net）可以看到材料的主要變形區域，加以判斷材料是否因為局部流動太過複雜而發生疊料(folding)問題。

3. 破壞分佈：可以看出胚料是不是會因為變形導致內部應力過高而發生破壞。

Fig-05-鍛造分析後處理示意圖

Fig-06-負荷位移圖
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以上，說的是鍛造分析的簡介，其實重點在於，做CAE的人，一定要試著去了解各項設定參數背後的意義，多看書、多翻HELP、多看Paper，是有幫助的！

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20111031

20111031-籃球哲學

20111031-籃球哲學




籃球運動是一種可以讓你有機會表現『個人英雄』主義，還有『團隊作戰』的運動項目，
我愛打籃球，我愛切入、投籃、得分跟贏球，也喜歡幫助隊友得分、打團體戰，但不諱言的，打團體戰的難度比個人秀來得辛苦，why？

團體戰講求的是團隊的協調合作、分工（得分、卡位、協防、搶籃板），個人秀主要靠個人的實力，做過人、投籃、飛身上籃的活動，進攻時只需考慮如何過第一、第二個人，如何把球給放進籃框裡，講究的是自我的控制能力；打團體戰，從下球的那一刻開始，團隊就開始運作，誰來卡位？誰來控球？誰來打點？每個環節都不是自己能控制的，只有球到自己的手上，你才算掌握了比賽，但是，球轉移到了隊友手上，你就只能希望隊友的表現正常、甚至更好，因為，那不是自己能掌握的部分。



雖然很多人都會說籃球是團體運動，但是，我的經驗告訴我，團隊的能力，取決於整體的實力，更取決於最差與最佳的程度間的差距（也就是俗稱的水桶理論，水桶裝水多寡，不是最長的木板決定，而是由最短的木板所決定）。我會說『一個人拿6分比三個人各拿2分來得簡單多了』，原因在於上述的個人能力及團隊能力，但是，一個打三個，肯定是打不久，最好還是想辦法提升隊友的能力，如同日劇醫龍中一直在宣揚的精神『少了誰都可以運轉下去，那才是真正的團隊』，但是，仔細觀察『醫龍隊』的成員，可都不是阿貓阿狗，而是各領域的專家，靠著專家的組合，創造出了一次次的高水準手術。那打球呢？球技雖然可以靠後天的努力加強，但是先天的運動神經、協調能力，這些可改變不了，沒了所謂的練武奇才，還有球打嗎？事實上，還是有的，那就是『戰術』！透過戰術下達，讓球員進行跑位、卡位、導球，將機會做出來，試著找到最舒服的出手方式，得分！戰術成功！



戰術在籃球運動中，很重要，如90年代的公牛隊，在那個強力中鋒當道的年代，芝加哥公牛隊，有的是一堆如Michael Jordan、Scottie Pippen、Dennis Rodman等後衛、鋒線球員，就是靠著Phil Jackson教練的三角戰術，硬是拿下三連霸，以及破紀錄的72勝，除了籃球大帝、天下第二人、籃板王，其他的呢？只剩下三分球王 Steve Kerr、孤單的中鋒 Luc Longley、還有最佳第六人Toni Kukoc，戰術很簡單，就是靠著不斷的交叉卡位，然後把球交給Jordan處理，這戰術可是風靡了整個90年代。



籃球進攻時，可以分為：控球、傳球、進球，三個階段，最有效率的得分方式就是將控球員將球交給隊友就能得分，但是常常看到的是，球在控球、傳球間來來回回，能得分是最好，最糟糕的情況就是無功而返而輸球，重點在於傳球員的效率將顯著地影響得分效率，而戰術的用途，就是在於處理這些動作，適當的人做適當的事，發揮最大功效，讓控球好的人去控球，導球好的人去導球，得分能力強的人去得分，跳得高的人去搶籃板，人盡其用發揮戰術的最大效果。



打籃球，個人基本動作很重要，這是讓你能夠在球場上佔有一席之地的方法；團隊合作更重要，這是能讓你打球打得久的關鍵，球技會隨著年齡的增長而退步，但是好的協調能力，卻是可以隨著經驗的進步而越趨成熟。當然，還是要呼籲一下，打球贏球很重要，但是球品更重要，不當的動作會使人受傷，這是一種很不成熟的行為，保護自己，更要懂得如何保護別人～共勉之。

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20110920

20110920-Facebook-Like

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20110917

20110917-CaptainAmerica-Shield


20110917-CaptainAmerica-Shield



I got the shield too !

看完美國隊長，最大的感想就是：有了超合金盾牌+美國仙丹，人人可當超級英雄！

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20110522

擺輾鍛造(orbital forging)

擺輾鍛造(orbital forging)


Keywords : Orbital forging, Orbital forming, Rotary forging, ... .
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 擺輾鍛造技術研發自 1960 年代後期開始，主要集中在英國、波蘭、西德、日本及中國大陸。主要的使用工廠則多在歐洲，經過多年的研發後，擺輾鍛造生產線才成功的導入汽車鍛件生產市場。

 擺輾鍛造與傳統冷間鍛造及熱間鍛造比較起來，可說是一種新的加工製程，由於具備以冷鍛方式將形狀複雜零件鍛造成近淨形或淨形鍛件之能力，故擁有極大之市場潛力。
從另一方面而言，擺輾鍛造能以傳統鍛造製程的 1/5~1/15 的負荷鍛製出相同尺寸的產品，因此在鍛機的投資成本上就要經濟的多，此外由於成形方式的不同及成形負荷的降低，自然也沒有一般傳統鍛造製程惱人的噪音及振動問題，對工作環境的改善及工作效率的提昇亦有極大的幫助。

擺輾鍛造的優點在於：在省能源、省力化的前提下可鍛造出近淨形(near net shape)或淨形(net shape)的鍛造件，同時也應發展多種少量、交期短的生產技術。

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1. 擺輾鍛造之工作原理

其上模之中心線相對於下模中心線傾斜了一個小角度 ，因此在成形時作用力僅作用於工件表面之局部區域，同時藉由上模繞著鍛機軸線的擺動，連續漸進式的輾壓工件表面，使工件變形量逐漸增加直到最終形狀為止。須留意擺動沖頭之組裝精度，避免沖頭破壞 [Sheu,2008]。

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2. 應用


 擺輾成形應用產品有：


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Reference

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