Giới Thiệu Các Lĩnh Vực Mô Phỏng Của Autodesk

Giới thiệu

Phân tích và mô phỏng là một công đoạn vô cùng quan trọng trong bất cứ quy trình thiết kế nào. Quá trình này sẽ giúp cho người kỹ sư phán đoán được những vấn đề có thể xảy ra trong quá trình sản xuất và sử dụng sản phẩm để từ đó có được những thay đổi hoặc tùy chỉnh phù hợp trong thiết kế, giúp tiết kiệm được thời gian cũng như là chi phí cho các công đoạn sau này. Tùy vào từng lĩnh vực và từng loại sản phẩm sẽ có các phương pháp phân tích và mô phỏng khác nhau. Trong bài biết này, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu Autodesk sẽ có những giải pháp phần mềm nào để hỗ trợ cho từng lĩnh vực mô phỏng.

Tổng quan về các giải pháp

Hiện tại, Autodesk đang cung cấp các sản phẩm để hỗ trợ cho 4 lĩnh vực mô phỏng đó là phân tích phần tử hữu hạn (Finite element analysis), phân tích động lực học chất lỏng (Computational fluid dynamics), phân tích phun ép nhựa (Plastic injection molding) và Generative design. Với từng dạng mô phỏng trên thì hãng cũng đã phát triển các giải pháp phần mềm tương ứng để hỗ trợ người dùng.

Các lĩnh vực mô phỏng Autodesk hỗ trợ

a. Finite Element Analysis

Đầu tiên chúng ta sẽ tìm hiểu về lĩnh vực Finite Element Analysis (FEA) hay thường được gọi là phân tích phần tử hữu hạn, đây là một phương pháp mô phỏng kỹ thuật mạnh mẽ mà Autodesk đã tích hợp vào các phần mềm như là Inventor Nastran và Fusion 360. Phân tích phần tử hữu hạn được xây dựng để hỗ trợ cho các kỹ sư dự đoán xu hướng và hiểu rõ hơn về phản ứng của chi tiết hoặc vật liệu ở từng điều kiện làm việc khác nhau.
Với Inventor Nastran - một phần mềm được tích hợp vào trong môi trường làm việc của Inventor, nó cho phép thực hiện cả phân tích tĩnh và động để kiểm tra thiết kế dưới dạng tải trọng ổn định hoặc tải trọng thay đổi ngay trong phần mềm Inventor mà không cần phải thông qua các bước chuyển file trung gian.

Hình ảnh về mô phỏng trên Inventor Nastran

Bên cạnh Inventor Nastran thì Fusion 360 cũng được Autodesk cung cấp các công cụ mô phỏng để hỗ trợ cho việc phân tích phần tử hữu hạn như mô phỏng cấu trúc, phân tích sự truyền nhiệt và mô phỏng tuyến tính. Điều làm nên sự khác biệt của phần mềm này là nó được hoạt động trên nền tảng đám mây.

Hình ảnh về mô phỏng trên Fusion 360

b. Computational Fluid Dynamics

Trong lĩnh vực động lực học chất lỏng, Autodesk CFD nổi bật lên như một phần mềm hàng đầu của ngành, nó được thiết kế đặc biệt để người dùng thực hiện các mô phỏng tính toán động lực học chất lỏng, cung cấp cái nhìn sâu sắc về tính chất của dòng chảy, sự truyền nhiệt, và tương tác giữa các chất lỏng. Ngoài ra, Autodesk CFD còn cung cấp các khả năng phân tích dòng chất lỏng chuyên sâu. Các thuật toán chia lưới tiên tiến có thể xử lý các dạng hình học phức tạp. Sau khi mô phỏng được chạy, các công cụ hậu xử lý sẽ phân tích và đưa ra bảng kết quả trực quan. Những tính năng trên phần mềm cho phép người dùng dự đoán hành vi của chất lỏng, hiểu được sự phân bố áp suất, biên độ nhiệt, vận tốc dòng chảy và nhiều đặc tính quan trọng khác.

Hình ảnh mô phỏng trên Autodesk CFD

c. Plastic Injection Molding

Đối với phun ép nhựa, một lĩnh vực công nghiệp phức tạp, cần độ chính xác cao thì giải pháp phần mềm được hãng phát triển đó là Autodesk Moldflow. Khi các kỹ sư sử dụng Moldflow, họ có thể tạo ra một mô hình mô tả chính xác toàn bộ chu trình phun ép. Khả năng mô phỏng trên Moldflow vô cùng mạnh mẽ, nó có thể phát hiện ra các lỗi tiềm ẩn trong thiết kế hoặc quy trình phun ép trước khi bắt đầu sản xuất. Các lỗi thường gặp như đường hàn, rỗ khí đều có thể được dự đoán và giảm thiểu tối đa.

Hình ảnh mô phỏng trên Moldflow

d. Generative Design

Giải pháp mô phỏng cuối cùng đó chính là Generative Design, công cụ này được tích hợp vào các phần mềm cả ngành cơ khí và xây dựng của Autodesk, có thể nói trí tuệ nhân tạo là cốt lõi của công cụ này. Generative Design được phát triển để thúc đẩy quá trình thiết kế bước sang một thời kỳ mới bằng cách sử dụng công nghệ AI để tạo ra nhiều phương án dựa trên các tiêu chí được xác định trước. Công cụ này nhận đầu vào là các yêu cầu về hiệu suất, ràng buộc về vật liệu, quy trình gia công… từ đó áp dụng các thuật toán phức tạp để tạo ra hàng loạt các giải pháp. Sau cùng, mỗi thiết kế đề xuất được đánh giá dựa trên các phương pháp mô phỏng như là phân tích phần tử hữu hạn để dự đoán thiết kế sẽ hoạt động như thế nào dưới nhiều tải trọng và điều kiện làm việc khác nhau, từ đó người dùng có thể đánh giá được mức độ tối ưu của thiết kế.

Generative Design trong lĩnh vực xây dựng

Generative Design trong lĩnh vực cơ khí

Kết luận

Đối với mỗi lĩnh vực mô phỏng và phân tích thì Autodesk luôn có các giải pháp phần mềm tương ứng để hỗ trợ người dùng thực hiện các công việc một cách hiệu quả. Dưới đây là bảng tóm tắt phần mềm và các lĩnh vực mô phỏng tương ứng:

Lĩnh vực mô phỏng	Phần mềm
Finite Element Analysis
Computational Fluid Dynamics
Plastic Injection Molding
Generative Design

Bảng thống kê các phần mềm và lĩnh vực mô phỏng tương ứng

Video tham khảo: