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CAD 檔案匯入 COMSOL Multiphysics 並進行前處理

CAD Import Module COMSOL Multiphysics 的一款擴充套件,能在兩方面協助您的建模流程。首先,您可匯入各種第三方 CAD 軟體格式的幾何檔案,包括 Parasolid ACIS 格式,以及 STEPIGES 等標準格式,以及多種 CAD 系統的原生格式。第二,該模組能協助您確保匯入後的幾何適用於分析,提供修復(repair)在匯入過程中產生錯誤的工具、簡化(defeature)過度精細的幾何,以及移除造成網格過於細密的幾何實體等功能。

匯入 CAD 檔案(Importing CAD Files

大多數 CAD 軟體都支援匯出 ParasolidACISSTEP IGES 格式檔案,這些檔案可直接透過 CAD Import Module 輕鬆匯入 COMSOL Multiphysics。此外,您也能匯入特定 CAD 系統的原生檔案格式,包括 SOLIDWORKSInventorPTC Creo Parametric™NX™ AutoCAD。若要匯入 CATIA V5 的原生格式,可透過另購的 File Import for CATIA V5。安裝 CAD Import Module 後,所有 CAD 模型和檔案會自動使用模組內建的 Parasolid 幾何引擎(Parasolid geometry engine 轉換成 Parasolid 幾何(geometry)。

在成功匯入並修復錯誤之後,您還可進一步使用 COMSOL Multiphysics CAD Import Module 修改幾何。除了修正錯誤,您也可能需要在 CAD 設計周圍創建模型域(model domain),以便用於 CFD(流體流動)、聲學(acoustics)或電磁(electromagnetics)分析。大多數 CAD 模型只是要製造的實體本身,而模擬常用來研究該實體周圍的物理現象,例如空氣流動。完成這些修改後,也可將結果幾何匯出為 IGESSTEPParasolid ACIS 檔案格式,供其他工具使用。

**匯入功能(import functionality**也支援關聯式幾何匯入(associative geometry import),以保留在幾何上已設定的物理條件及其他設定。一旦檔案成功匯入後,軟體會讀取 CAD 檔案中的相關資訊,以辨識檔案中的幾何實體。若因設計變更再次匯入檔案,COMSOL Multiphysics 中已設定的所有選擇(selections)都能依據關聯性規則(associativity rules)自動更新並保留,不必重複設定。此功能多半在匯入 CAD 軟體原生格式時能完整運用。

支援的匯入與匯出格式(Supported Formats for File Import and Export

請注意,並非所有檔案格式都支援於所有作業系統上;詳細資訊可參考系統需求(system requirements)。至於 STLPLY3MF 表面網格(surface mesh)格式,則在不安裝任何附加產品的情況下,即可透過 COMSOL Multiphysics 直接使用。

檔案格式(File Format)

副檔名(Extension)

版本(Version)

匯入(Import)

匯出(Export)

ACIS®

.sat, .sab, .asat, .asab

最多支援至 2024 1.0(匯入)
R4, R7, 2016 1.0
(匯出)

AutoCAD®

.dwg

2.5–2024

AutoCAD DXF™®

.dxf

2.5–2024

IGES

.igs, .iges

最多支援至 5.3

Inventor assemblies®

.iam

11–2024

Inventor parts®

.ipt

6–2024

NX™

.prt

最多支援至 2306

Parasolid®

.x_t, .xmt_txt, .x_b, .xmt_bin

最多支援至 V36.0

PTC Creo Parametric™

.prt, .asm

1.0–10.0

PTC Pro/ENGINEER®

.prt, .asm

16 Wildfire 5.0®

SOLIDWORKS®

.sldprt, .sldasm

98–2024

STEP

.step

AP203, AP214, AP242(匯入)
AP203
(匯出)


在匯入時修復幾何模型(Repair a Geometry on Import

建立 CAD 模型的目標,在於取得真實產品的數位化表徵(digital representation)。此數位模型除包含 3D 幾何外,也含有用於製造的相關資訊。雖然 3D CAD 幾何通常能如實反映真實物件,但在幾何中也可能出現些許微小且不易察覺的異常情形(anomalies)。這些異常可能是由於電腦對複雜形狀的數值表示能力不足、某些較老舊 CAD 檔案格式的限制、人為疏失,或是跨格式轉檔時發生遺漏等原因所造成。這些輕微異常(例如表面並未在邊緣恰好接合,或面法線及邊緣方向不一致)可能導致在 COMSOL Multiphysics® 內生成網格時,無法形成有效且密封的幾何物件。為此,匯入過程中預設即會進行幾何修復(geometry repair),以確保您能順利進行後續模擬。

除了匯入時的自動修復外,CAD Import Module 還提供功能讓您在匯入後手動修復 CAD 模型。舉例來說,您可手動選取多個面並依指定容忍度(tolerance)進行接合(knit),以形成封閉實體;或者,自動搜尋縫隙邊緣(edges of gaps),並用這些邊緣生成新表面(face)以彌合縫隙並形成實體。

為分析而簡化幾何(Defeature a Geometry for Analysis

即使幾何已經過妥善修復,幾何過度複雜或含有太多細微特徵(small geometric features)時,仍可能難以用於模擬。若這些特徵在網格劃分(meshing)前未先刪除,將導致過於龐大的網格元素數量,並不必要地耗費更多運算資源。

許多特徵(例如圓角 fillets、凹槽 grooves、螺紋 threads 以及孔洞 holes)雖在製造流程中不可或缺,但對特定類型的模擬可能並無太大影響。CAD Import Module 提供移除這些特徵的工具,以簡化幾何。使用者可:

  • 刪除圓角與倒角(chamfers
  • 填補孔洞(fill holes
  • 刪除多個相鄰的面(faces),以填補或覆蓋成同一平整表面

有些細碎特徵,如過於狹長的面(sliver faces)、尖刺(spikes)及短邊(short edges),也可能是在 CAD 建模或匯入過程中意外產生。針對這些非預期特徵,您可在介面中指定其類型與容忍度數值,以標定並刪除符合條件的所有幾何。簡化(defeaturing)也能在匯入過程中自動執行,使用與修復(repair)相同的容忍度。

執行虛擬幾何操作以簡化網格(Perform Virtual Geometry Operations to Simplify Mesh

虛擬幾何操作與簡化過程類似,但不會更動實際匯入的幾何。取而代之,透過這些操作指示網格生成器(mesher)忽略在模擬中影響不大的特徵,或者與該模擬需求無直接關聯的幾何元素。網格劃分會在一個「虛擬幾何」上進行。此類操作包含忽略頂點(vertices)、邊(edges)及面(faces),或者合併並簡化它們。

使用者可透過手動選取欲忽略的面、邊與頂點,也可使用自動化的 Remove Details 操作,依序偵測並移除小特徵(small features),然後視需要加以調整。
這些虛擬幾何操作在 COMSOL Multiphysics® 平台中就已內建,可與 CAD Import Module 的簡化工具相互輔助。當某些幾何特徵並不容易透過修復或刪除功能移除,或在模擬中需要完整保留幾何曲面(curvature)時,這些操作尤為便利。

CAD 軟體直接介接(Interfacing Directly with CAD Software

若您同時也是 CAD 軟體使用者,COMSOL 提供多項附加產品,以 LiveLink™ 技術將 COMSOL Multiphysics® 與主流 CAD 軟體整合。透過 LiveLink™ **同步化(synchronization**功能,當其中一方有幾何變更時,另一方會自動更新幾何。使用 LiveLink™ 後,不再需要重複進行整個 CAD 幾何的匯入/匯出流程,即可輕鬆在 CAD 端修改幾何並於 COMSOL 進行進一步分析。

支援此功能的產品包括:

  • LiveLink™ for SOLIDWORKS®
  • LiveLink™ for Inventor®
  • LiveLink™ for PTC Creo Parametric™
  • LiveLink™ for Solid Edge®
  • LiveLink™ for Revit®
  • LiveLink™ for AutoCAD®
  • LiveLink™ for PTC Pro/ENGINEER®

軟體展示需求

每一間公司對於模擬的需求不盡相同,為了能有效地評估COMSOL MultiphysicsR軟體是否能符合您的需求,請您與我們聯繫!

我們的業務與技術人員將根據您的需求,提供您完整的案例並協助您進行評估,以選擇最適合您的模組。

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