نرم افزار های مهندسی مکانیک – طراحی به کمک کامپیوتر CAD (بخش دوم)

امروزه ضرورت استفاده از نرم افزار های مهندسی بر کسی پوشیده نیست. همانطور که زمان پیش رفته است ، ابزار دست استاد کاران هر رشته نیز تغییر کرده است. مهندسان مکانیک نیز از این قاعده مستثنی نیستند و ابزار دست طراحان مکانیک از مداد های ذغالی و کاغذ ، به نرم افزار های طراحی به کمک کامپیوتر توسعه یافته است.

در قسمت اول این نوشته به نرم افزار های عمومی مورد نیاز یک مهندس مکانیک پرداختیم و ابزار ها اولیه که معمولاَ به آن ها توجهی نمی شود را معرفی کردیم.

در این بخش ، به طور تخصصی یک نیاز دیگر  مهندس مکانیک ؛ نرم افزار های طراحی سه بعدی را معرفی و مقاسیه می کنیم.

به این معنی که امکان طراحی دو بعدی و سه بعدی ، تهیه نقشه و خیلی دیگر از امکانات طراحی را به همراه شبیه سازی و محاسبات فرآیند های ساخت و تولید و همچنین گرفتن خروجی کد های CNC برای شما فراهم می کنند.

نرم افزار های CAD در حوزه های مختلف مهندسی از جمله مکانیک ، رباتیک ، مکاترونیک ، بیومکانیک ، معماری و رشته های مشابه کاربرد های بسیاری دارند.

حال به معرفی پرکاربرد ترین نرم افزار های مهندسی مکانیک در‌ طراحی می‌پردازیم :

بهترین و قدرتمند ترین نرم افزار طراحی مهندسی کدام است؟
کدام نرم افزار طراحی مهندسی در صنعت ایران پر کاربرد تر است؟

• نرم افزار SolidWorks

به جرأت می‌توان گفت که سالیدورکز پر‌کاربرد‌ترین نرم افزار طراحی به کمک کامپیوتر در ایران است و یادگیری آن برای هر مهندس مکانیک لازم است. سالیدورکز امکان طراحی دو بعدی و سه بعدی قطعات مکانیکی را در محیطی کاربر‌پسند فراهم می کند. همچنین سالیدورکز دارای کتابخانه  قطعات استاندارد است که می تواند فرآیند طراحی را ساده‌تر کرده و سرعت بخشد.

در نهایت می‌توانیم قطعات ایجاد شده در محیط طراحی قطعه‌ی سالیدورکز را در محیط مونتاژ (اسمبل) ، به یکدیگر متصل کرده و بین آن ها قید های حرکتی برقرار‌کنیم و به این وسیله حرکت ربات ها و مکانیزم  را شبیه سازی کرده و از آن فایل خروجی انیمیشن تهیه کنیم. ولی سالیدورکز به تنهایی از قابلیت تحلیل دینامیکی و سینماتیکی برخوردار نیست.

به طور کلی سالیدورکز در تحلیل قدرتمند نیست ، اما به لطف افزونه ی COSMOS که روی سالیدورکز نصب می شود ، قابلیت های تحلیلی مناسبی نیز به آن افزوده می شود.
درست است که این تحلیل ها به اندازه ی نرم‌افزار های المان محدود مانند آباکوس و انسیس قوی و دقیق نیستند‌ ، ولی دید مناسبی به مهندس طراح می‌دهند و باعث سرعت بخشیدن به فرآیند طراحی می شوند.

بعد از مونتاژ قطعات در سالیدورکز می‌توان از قطعات نقشه صنعتی ، نقشه انفجاری قطعات و سایر خروجی های استاندارد را استخراج کرد.

از دیگر قابلیت های سالیدورکز می‌توان موارد زیر را برشمرد :

• امکان معادله‌نویسی (Equation) بین پارامترها و انداز‌ه‌ها مختلف در مدل
• امکان استفاده از جداول طراحی (Design Table)
• امکان ایجاد نماهای انفجاری (exploded view) و تهیه فیلم و انیمیشن از مدل انفجاری در طی مونتاژ یا دمونتاژ شدن مدل
• امکان تحلیل مکانیزم‌های ایجاد شده در محیط Assembly و بررسی خروجی های مختلف
• امکان طراحی انواع قالب ها پلاستیک ، دایکست ، فلزی ، فورج و … در محیط Mold Design & Die Design و همچنین در ماژول iMold
• امکان استفاده از قطعات استاندارد (Tollbox) با کتابخانه‌های مختلف در استانداردهای مختلف و امکان ویرایش و اضافه نمود قطعات استاندارد به این توابع کتابخانه­‌ای
• تولید سازه‌های جوشی و پروفیل ­های استاندارد در بخش Weldment در محیط Part و امکان تهیه جدول از پروفیل‌های استفاده شده با جزئیاتی همانند طول ، زاویه برش دو انتها ، نوع استاندارد و …
• امکان تولید مدل‌های ورق‌کاری در حالت‌های bend و form و امکان استفاده از جداول و معادلات مختلف جهت تعیین پارامتر­های اساسی در تعیین خمکاری­‌ها و همچنین امکان ایجاد مدل گسترده ورق جهت فرایند تولید
• امکان ایجاد خطوط لوله‌کشی استاندارد و Piping و همچنین امکان طراحی قطعات و تجهیزات الکتریکی همانند سیم در محیط Routing در محیط  Part
• امکان تهیه خروجی گرافیکی با در نظر گرفتن محیط طراحی، جنس، نور، انعکاس نور و … و تولید عکس گرافیکی در محیط PhotoWorks یا Photo view 360 در بخش Render Tools
• امکان Export/Import نمود هندسه‌های مختلف با سایر نرم‌افزارهای طراحی یا تحلیلی

برای آشنایی بیشتر با محیط نرم افزار و برخی قابلیت های آن ، شما را به دیدن ویدیو زیر دعوت می‌کنیم :

• نرم افزار Catia

یکی دیگر از پرکاربرد ترین نرم افزار های طراحی مکانیکی ، کتیا است. کتیا به عنوان قدرتمند ترین نرم افزار بین رقبا مشهور است و گواه آن استفاده ی صنایع بزرگ و قدرتمند از کتیا است. بسیاری از خودرو ساز های قدرتمند جهان و همچنین هواپیما ساز هایی همچون ایرباس از کتیا استفاده می‌کنند.

نرم‌افزار کتیا با بیش از ۱۰۰ محیط کاری ، قابلیت طراحی و مونتاژ قطعات ، تهیه نقشه‌های دوبعدی ، طراحی سطوح پارامتریک و پیچیده ، طراحی سازه ، قالب‌سازی ، مهندسی معکوس با ابر نقاط ، ورق‌کاری ، طراحی با استفاده از عکس ، ماشین‌کاری ، پایپینگ ، طراحی مکانیزم ، تحلیل ، تهویه مطبوع ، طراحی ارگونومی ، طراحی جوش ، تلرانس‌گذاری ، طراحی تجهیزات الکتریکی ، مدیریت پروژه ، مدیریت کارخانه و … یکی از کامل ترین و قدرتمند ترین نرم افزار های مهندسی مکانیک است.

در ادامه برای مشاهده ی نزدیک محیط کتیا می‌توانید ویدیو زیر را تماشا کنید :

• نرم افزار Inventor 

اینونتور نرم افزار قدرتمند دیگری از سری نرم افزار های طراحی شرکت اتودسک سازنده ی نرم افزار معروف اتوکد است که در پست قبلی کاربرد اتوکد در مهندسی مکانیک را مورد بررسی قرار دادیم.
اینونتور نیز قابلیت های اصلی کتیا و سالیدورکز از جمله ؛ طراحی ، مونتاژ ، طراحی مکانیزم  ، ورق کاری ، نقشه کشی و … را در بر می گیرد.

مهندس طراح می‌تواند در حین فرآیند طراحی ، بار ها سازه ی خود را تحت بارگذاری های مختلف قرار دهد ،‌ محاسبات جوشکاری و محاسبات کاربردی دیگری انجام دهد و با تحلیل المان محدود کاربردی در محیطی ساده در هر مرحله طرح خود را بهینه سازی کند.

شاید یکی از بارزترین مشخصه‌هایی که بتوان نرم افراز Inventor را به عنوان یکی از بهترین نرم افرازهای مهندسی مکانیک برشمرد ، محیط طراحی مهندسی خاصی می‌باشد که جهت طراحی سایر قطعات یک ماشین ، از جمله چرخنده‌ها (ساده ، مارپیچ ، مخروطی) ، سیستم‌های انتقال قدرت ( تسمه تایم ، تسمه v ، شکل چرخ زنجیر ) ، قطعات اتصالی (شامل انواع خارها ، گوه‌ها ، پین‌ها ، اشپیل ، هزار خاری‌ها ، انواع پیچ مهره ) ، فنرها (فشاری ، کششی ، بشقابی و سنجاقی) ، انواع بادامک و بیش از ۳۰۰ مدل یاتاقان که هر یک در اندازه‌های متفاوتی وجود دارد ، قابل طراحی می‌باشند.

همچنین اینونتور قابلیت تحلیل دینامیکی و حرکت شناسی را نیز در خود جای داده است و از این رو نسبت به سالیدورکز برتری دارد.

در نهایت برای آشنایی بیشتر ، ویدیو زیر را تماشا کنید :

با شناختن برترین نرم افزار های مهندسی مکانیک و تماشای ویدیو های پر لنگ و لعاب آن ها این سوال اساسی پیش می آید: کدام نرم افزار بهتر است ؟ کتیا ، سالیدورکز یا اینونتور ؟

برای این سوال در واقع پاسخی وجود ندارد و هر شخصی بر اساس سلیقه و تجربه کاری خود ، یکی از آن ها را به شما توصیه می کند.
واقعیت این است که خیلی بیشتر از این سه نرم افزار وجود دارد و ممکن است در محل کار جدید شما نرم افزار دیگری استفاده شود.

باید توجه کنیم که در نهایت هر سه نرم افزار کتیا ، سالیدورکز و اینورتور از منطق مشابهی در طراحی استفاده می کنند و شاید فقط نحوه ی دسترسی به ابزار ها در آن ها تفاوت دارد.

البته تفاوت های فنی و تخصصی بسیاری در آن ها وجود دارد ، ولی برای یک مهندس تازه کار تفاوتی ایجاد نمی‌کنند. پس همین امروز بر اساس ویژگی های کلیدی گفته شده و تماشای ویدیو ها ، نرم افزار مورد علاقه خود را آغاز کرده و شروع به یادگیری کنید.

نکته آخر اینکه نرم افزار های مهندسی نیز ، یکی از ابزار های در دسترس ما هستند و استاد شدن در آن ها از شما یک مهندس نمونه نمی سازد! درست مانند اینکه تصور کنید با یادگیری ورد یک نویسنده حرفه ای خواهید شد.

فرآیند طراحی و توسعه‌ی محصول در ذهن و بر اساس دانش و تجربه فعلی و خلاقیت شکل می‌گیرد و نرم افزار فقط این فرآیند را ساده‌تر می کند. پس سعی کنید بیشتر تمرین کنید و به مثال های حل شده ی آموزش ها بسنده نکنید ، خود را درگیر محیط واقعی و صنعتی کنید و با اندازه‌گیری و فرضیات کافی ، شروع به طراحی و مدل‌سازی نمایید.

جمع‌آوری و نگارش: خط مهندسی
منبع: خط مهندسی