एक भौतिक मॉडल के निर्माण के बिना एक यांत्रिक प्रणाली कैसे डिजाइन और परीक्षण की जाती है?


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मैं मैकेनिकल इंजीनियरिंग में नया हूं, हालांकि मेरे पास एक वैज्ञानिक पृष्ठभूमि है (गणित में स्नातकोत्तर), और मैं (ज्यादातर) एक जीवित के लिए कोड।

मेरे पास एक यांत्रिक उपकरण बनाने के बारे में एक विचार है; मैं इसकी परिकल्पना गियर, लिंकेज और एक्ट्यूएटर्स से करूंगा।

मेरे पास एक मोटा विचार है जहां चीजें फिट होंगी लेकिन मैं वास्तविक डिवाइस के निर्माण से पहले सॉफ्टवेयर में डिजाइन का परीक्षण और ट्विस्ट करने में सक्षम होना चाहूंगा। स्पष्टीकरण के एक बिंदु के रूप में, जब मैं कहता हूं "परीक्षण," मेरा मतलब है कि एनीमेशन के माध्यम से देखें, उदाहरण के लिए, क्या दो वस्तुएं गति में होने पर टकराएंगी, या यदि उनके बीच एक-दूसरे को ले जाने के दौरान पर्याप्त लेवे होता है।

यह मुझे डिज़ाइन को अंतिम रूप देने से पहले और फिर डिज़ाइन से भौतिक प्रणाली के निर्माण से पहले भागों के डिज़ाइन और सिमुलेशन परीक्षण करने की अनुमति देता है।

चरण हैं:

  1. सॉफ्टवेयर में 3 डी डिजाइन बनाएं
  2. सिमुलेशन को यह देखने के लिए चलाएं कि क्या यह "काम करता है", अगर डिजाइन और पुनरावृति ठीक नहीं है
  3. डिज़ाइन से भौतिक प्रणाली का निर्माण करें जो "काम करता है"

मुझे पता चला है कि सिस्टम में तीन सबसिस्टम एक साथ काम करते हैं।

इसलिए, मैं प्रत्येक उप-घटक को पूर्ण प्रणाली में एकीकृत करने से पहले डिजाइन और परीक्षण करना चाहूंगा।

मेरा सवाल यह है:

  • क्या यह वास्तविक दुनिया में डिजाइन किया जाता है?
  • मैंने जो योजना बनाई है उसके पेशेवरों और विपक्ष क्या हैं?

मैं डिजाइन और परीक्षण करने के लिए FreeCAD का उपयोग करने का इरादा कर रहा हूं।


यह आपके प्रोजेक्ट के लिए कैसा रहा? :)
एकुप्पि

जवाबों:


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उत्तर: हाँ , यह वास्तव में वास्तविक दुनिया में कैसे किया जाता है। आपने जो वर्णन किया है वह सीएडी में सिस्टम की जांच करने के लिए मेरे काम में है।

चूंकि आपने संकेत दिया था कि आप मुझे अपनी डिजाइन प्रक्रिया के माध्यम से आगे बढ़ना चाहेंगे, इसलिए मैंने इसे नीचे विस्तृत कर दिया है। ध्यान दें कि इसमें से अधिकांश में CAD शामिल नहीं है। सीएडी अमूल्य है, लेकिन केवल तभी जब आप पहले पेंसिल और पेपर से बाहर निकलने के लिए तैयार हों। यह भी ध्यान दें कि यह सिर्फ मेरी डिजाइन प्रक्रिया है, यह किसी भी तरह से चीजों के बारे में जाने का एकमात्र तरीका नहीं है।

तैयारी

जब मैं किसी भी डिज़ाइन को शुरू करता हूं, तो मैं सामान्य मापदंडों को समझकर शुरू करता हूं, जैसे कि इसे किस स्थान पर फिट करने की आवश्यकता होगी, इसके साथ क्या इंटरफ़ेस की आवश्यकता है, इनपुट और आउटपुट क्या होगा। आइए हम कहते हैं (एक ठोस उदाहरण के लिए) कि मैं एक ऐसी मशीन बना रहा हूं, जो पाइप के लंबे पासे में लगती है और इसे पूर्व निर्धारित वर्गों में काटती है। मेरा पहला कदम पाइप के आकार और सामग्री को निर्धारित करना होगा जिसे मैं इनपुट करना चाहता हूं, मशीन को पाइप को किस लंबाई में काटना चाहिए, पाइप को काटने के लिए मैं किस विधि का उपयोग करने जा रहा हूं, और मेरे पास कितना स्थान है उक्त मशीन के लिए दुकान का फर्श।

मैं तब जो मैं सोच रहा हूं उसका एक बहुत ही कठिन स्केच बनाने के लिए आगे बढ़ूंगा। पाइप कटर उदाहरण में, यह "कटर" लेबल वाले बॉक्स और पाइप वजन व्यास और लंबाई के साथ लेबल वाली रेखा के रूप में सरल हो सकता है।

अगले कदम के लिए कुछ गणित करना है ताकि यह पता लगाया जा सके कि बलों, गति आदि की क्या आवश्यकता होगी। चूंकि आपने कहा था कि आप गणित की पृष्ठभूमि से आते हैं, इसलिए मैं इस पर बहुत ध्यान नहीं देता।

मैं आमतौर पर यहां एक और स्केच बनाता हूं, सिवाय इसके कि मुझे कुछ महसूस हो कि मेरे घटकों को कितना बड़ा होना चाहिए क्योंकि मुझे पता है कि इसमें शामिल सेनाएं हैं।

गणित करने के बाद, मैं उन व्यावसायिक भागों की तलाश करता हूँ जो मेरी ज़रूरतों को पूरा करते हैं और (यदि संभव हो तो) उन भागों के लिए सीएडी फाइलें या यांत्रिक चित्र डाउनलोड करते हैं।

एक बार जब मेरे पास कुछ व्यावसायिक भाग होते हैं, तो मैं एक और स्केच बनाऊंगा, इस बार अपने वाणिज्यिक भागों के सापेक्ष पदों को उनके इंटरफेस लेबल के साथ दिखाएगा ताकि मुझे पता चले कि मुझे किस प्रकार की समर्थन संरचना का निर्माण करना है।

3 डी मॉडलिंग

इस बिंदु पर, मैं आखिरकार सीएडी पैकेज को तोड़ देता हूं। मेरे पास जो भी कमर्शियल पार्ट्स हैं, उनके 3 डी मॉडल बनाने से शुरुआत होती है, जिनमें 3 डी मॉडल ऑनलाइन उपलब्ध नहीं होते हैं और फिर मैं अपने सपोर्ट स्ट्रक्चर भागों में आगे बढ़ता हूं और सभी हिस्सों को असेंबली में इकट्ठा करता हूं।

यहां वह भाग है जो आप शायद बहुत उत्सुक हैं यदि आपने पहले कभी सीएडी का उपयोग नहीं किया है।

3D CAD में, आपको प्रत्येक भाग को खींचना चाहिए (आमतौर पर या तो कुछ जो कि एक व्यावसायिक भाग के रूप में आता है या अपनी स्वयं की भाग फ़ाइल में सामग्री के एक टुकड़े से बनाया जाता है। एक बार जब आपके पास भाग फ़ाइलें होती हैं, तो आप वह बना सकते हैं जिसे असेंबली कहा जाता है। असेंबली आपको कई भाग फ़ाइलों का चयन करने और उनके बीच संबंधों को परिभाषित करने की अनुमति देती है। सीएडी कार्यक्रमों में "टकराव" की कोई भावना नहीं होती है, इसलिए आपको उस कार्यक्रम को बताना होगा जो चेहरे अन्य चेहरों के साथ गठबंधन किए गए हैं, वे किस दूरी पर हैं, आदि प्रत्येक भाग शुरू होता है। स्वतंत्रता की छह डिग्री के साथ बाहर और प्रत्येक बाधा कुछ राशि से स्वतंत्रता की डिग्री को कम कर देती है। दो चेहरे निर्दिष्ट करना समानांतर हैं स्वतंत्रता की एक डिग्री को हटा देता है, एक दोस्त (दो सतहों का संयोग होता है) दो या तीन को हटाता है, आदि।

FreeCad

मैंने FreeCad का उपयोग नहीं किया है, इसलिए मैं विशेष रूप से इस बात पर टिप्पणी नहीं कर सकता कि पेशेवरों और विपक्षों पर क्या होगा, लेकिन मेरा अनुमान है कि यह है: अभियोग यह होगा कि यह मुफ़्त है और आप देखेंगे कि क्या आयाम काम करते हैं और क्या काम नहीं करते हैं इसका उपयोग यह होगा कि व्यावसायिक सॉफ़्टवेयर का उपयोग करना आसान हो जाएगा।


आपके उत्तर के लिए धन्यवाद। चूँकि मैं इस पर बिल्कुल नया हूँ, क्या आप कृपया अपने उत्तर, चरणों (या वर्कफ़्लो) को विस्तृत कर सकते हैं, जिसमें आपके सिर से एक सिस्टम की IDEA प्राप्त करने में शामिल है , एक कंप्यूटर पर एक DESIGN में (विवरण पर बहुत अधिक निवास किए बिना) सॉफ्टवेयर का इस्तेमाल किया)। धन्यवाद
Homunculus Reticulli

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मैंने बहुत सारे विवरण जोड़े, लेकिन मुझे वास्तव में यकीन नहीं है कि कौन से हिस्से सहायक होंगे। इस सामान के बारे में पूरी किताबें आसानी से लिखी जा सकती हैं, लेकिन अगर आप चाहते हैं कि कुछ हो तो थोड़ा विस्तार से बता सकता हूं।
रेगडॉग

+1 बहुत बहुत धन्यवाद। यह वही है जो मुझे शुरू करने की आवश्यकता है!
होम्यनकुलस रेटिकुल्ली

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सीएडी ज्यामितीय हस्तक्षेप और विशेष डिजाइन का निर्धारण करने के लिए आवश्यक है। यदि परिमित तत्वों का उपयोग सीएडी पैकेज में किया जाता है, तो डेटा का उपयोग तनाव और तनाव की गणना के लिए किया जा सकता है (यह निर्धारित करना कि सिस्टम भार का सामना करेगा)। यह जटिल हो सकता है क्योंकि अगर कोई सिस्टम गतिशील होने जा रहा है, तो स्थिर भार और गतिशील भार हैं। जब मॉडल को अलग-अलग भार के अधीन किया जाता है, तो गतिशील भार की गणना करने की आवश्यकता होती है।

यांत्रिक शक्ति के अलावा, अन्य पैरामीटर भी हैं जिन्हें सिमुलेशन का उपयोग करके निर्धारित करने की आवश्यकता है। मान लीजिए आप एक निलंबन प्रणाली डिजाइन कर रहे हैं। वसंत की वसंत स्थिरांक और स्पंज की भिगोना स्थिरांक को एक सिमुलेशन का उपयोग करके चुना जाना चाहिए। सिमुलिंक का उपयोग करके या इसे एक कंप्यूटर भाषा में कोडिंग करके गणितीय सिमुलेशन विकसित किया जा सकता है। अपेक्षित बल प्रोफ़ाइल और परीक्षण स्थितियों का उपयोग करके सिमुलेशन का उपयोग करके मापदंडों को निर्धारित किया जा सकता है।


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मैं एक भाग्य 500 मैकेनिकल इंजीनियरिंग कंपनी के लिए काम करता हूं।

एक यांत्रिक प्रणाली में उत्पाद विकास की प्रक्रिया मोटे तौर पर है:

मेरा मानना ​​है कि आपके पास बलों, तापमान, दबाव आदि जैसी चीजों का पूरा विनिर्देश है और सीधे डिजाइन करना शुरू कर सकते हैं। पहली बात यह है कि डिजाइन अवधारणाओं को उत्पन्न करना शुरू करना है जो विनिर्देश को पूरा कर सकते हैं या नहीं कर सकते हैं। यह ज्यामिति का चयन करने का एक संयोजन है जो कार्य को पूरा करेगा, वह सामग्री जो सभी ऑपरेटिंग परिस्थितियों में निर्माण और प्रदर्शन को आसान बनाने में सक्षम होगी, निर्दिष्ट संरचनात्मक अखंडता गुणों के साथ निर्दिष्ट डिजाइन जीवन के लिए पिछले करने के लिए।

यह डिजाइन एक सीएडी पैकेज में पूरा होता है, जहां ठोस घटक तैयार किए जाते हैं।

वहां से, असेंबली और उत्पादन चित्र बनाए जा सकते हैं, लेकिन पहले हमें कुछ विश्लेषण के साथ अपने डिजाइन को मान्य करना होगा। यह मूल गणित और भौतिकी हो सकता है दिखाने के लिए आयाम डिजाइन लिफाफे, बुनियादी कीनेमेटिक्स और कैनेटीक्स, या एक डिजाइन के लिए बड़े पैमाने पर संतुलन में काम करेगा जो उदाहरण के लिए एक तरल पदार्थ को संसाधित करता है।

अधिक सटीक विश्लेषण के लिए सीएई (कंप्यूटर एडेड इंजीनियरिंग) या एएलडी (विश्लेषण एलईडी डिजाइन) के रूप में जाने वाले सॉफ़्टवेयर में लागू परिष्कृत तरीकों के उपयोग की आवश्यकता होती है

तनाव और तनाव, तापमान और कुछ हद तक तरल पदार्थों के अध्ययन के लिए, परिमित तत्व विधि का उपयोग एक जालीदार मॉडल और कुछ सीमा स्थितियों के आधार पर स्थानीय गुणों की गणना के लिए किया जाता है।

ज्यामिति के साथ तरल पदार्थ की बातचीत का अध्ययन करने और दबाव, तापमान और अन्य तरल पदार्थ और थर्मल गुणों को देखने के लिए, कम्प्यूटेशनल तरल गतिकी का उपयोग किया जाता है। यह आमतौर पर परिमित मात्रा पद्धति का कार्यान्वयन है।

आपने अनुकरण और पुनरावृति के लिए गठबंधन किया। यह अनिवार्य रूप से प्रक्रिया कैसे किया जाता है। हालाँकि, सांख्यिकीय रूप से सत्यापित तरीकों का उपयोग अनुकूलित डिज़ाइन कॉन्फ़िगरेशन का उत्पादन करने के लिए प्रयोग सिद्धांत के डिज़ाइन का उपयोग किया जाता है।


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नहीं यकीन है कि तुम कैसे मिल गया है, लेकिन मैं एक ही नाव में हूँ और stumped मिल गया है ...

"यह गियर, लिंकेज और एक्ट्यूएटर्स को आकर्षित करेगा" मेरा मानना ​​है कि शौक के लिए बहुत मुश्किल है। मॉडलिंग के इस स्तर के लिए £ £ पाउंड की लागत वाले पेशेवर डिज़ाइन सॉफ़्टवेयर की आवश्यकता होती है। यदि आप ऐसा कर सकते हैं, तो आपके द्वारा सोचने के 3 डी मॉडलिंग तरीके से जुड़ने के बाद सब ठीक है। यह 2D ड्राफ्टिंग की तरह नहीं है।

विशेष रूप से, मैं FreeCAD 0.16 (वर्तमान स्थिर [?] संस्करण) का परीक्षण कर रहा हूं और निराश हूं। यह वास्तव में अभी तक प्रयोग करने योग्य बिंदु पर नहीं है। मुझे लगता है कि यह 2 डी लिब्रेकाड जैसे खुले स्रोत पैकेजों के बहुत सारे उपयोग के रूप में प्रयोज्यता तक नहीं पहुंच सकता है। यह एक से अधिक भाग के साथ सौदा नहीं कर सकता है, इसलिए केवल लिंक को मॉडल करने की कोशिश कर सकता है, लिंकेज नहीं।

जैसा कि आप अकादमिक रूप से जुड़े हुए हैं, हो सकता है कि मैं सॉलिडवर्क्स या सॉलिडएडज जैसी किसी चीज के लिए एक छात्र / शैक्षणिक लाइसेंस प्राप्त करने का सुझाव दूं। फ्यूजन 360 भी हो सकता है। वे अच्छी तरह से काम करते हैं और लिंकेज और इस तरह के लिए एक उपयुक्त कद के हैं। वे गति की सीमा को मॉडलिंग करने की अनुमति भी देते हैं। दुर्भाग्य से मेरे लिए एक लिनक्स उपयोगकर्ता के रूप में, इस समय कोई मुफ्त प्रयोग करने योग्य 3D मॉडलिंग पैकेज नहीं हैं।


यह ओपी द्वारा पूछे गए प्रश्न को कैसे संबोधित करता है? यह मूल रूप से प्रश्न पूछे जाने के 18+ महीने बाद वार्तालाप बनाने के प्रयास की तरह अधिक पढ़ता है।

@ GlenH7 "मैं डिजाइन और परीक्षण करने के लिए FreeCAD का उपयोग करने का इरादा कर रहा हूं।" आने वाली पीढ़ियों के लिए यह पढ़ना, प्रिय। विशेष रूप से तब से कोई नहीं (एक सवाल का जवाब देने के अलावा उन्होंने कहा कि उन्होंने इसका इस्तेमाल नहीं किया है इसलिए वे टिप्पणी नहीं कर सकते हैं [?]) ने कहा कि यह इस समय भी उपयोग करने योग्य नहीं है, जबकि मेरे वैकल्पिक सुझाव हैं ...
पॉल उस्ज़ाक

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मैं मैकेनिकल इंजीनियरिंग में नया हूं, हालांकि मेरे पास एक वैज्ञानिक पृष्ठभूमि है (गणित में स्नातकोत्तर), और मैं (ज्यादातर) एक जीवित के लिए कोड।

मेरा अवलोकन यह है कि सॉफ्टवेयर के डिजाइन, परीक्षण, कोडित (हेह, उस क्रम में), और वितरित - और कैसे यांत्रिक मॉडल सीएडी में वर्णित हैं, के बीच बहुत सारे एनालॉग हैं। शायद यह इसलिए है क्योंकि मैं जो कुछ करता हूं वह पैरामीट्रिक मॉडलिंग है, उदाहरण के लिए कंप्यूटर को मापदंडों से एक मॉडल का उत्पादन करने के लिए एक नुस्खा का वर्णन करना, जिसे तब परीक्षण किया जा सकता है।

आप निश्चित रूप से सही पटरियों पर होने की आवाज़ करते हैं।

सॉफ़्टवेयर टूल के साथ, आपको अपने टूल को अच्छी तरह से चुनना और जानना होगा, उनके साथ काम करना है और उनके खिलाफ नहीं।


मेटा नोट: यह सवाल स्टैकऑवरफ्लो दौरे के खिलाफ है । यह उदाहरण के लिए राय के जवाब के खिलाफ सलाह और उन ".. बहुत संभव जवाब के साथ या कि एक बहुत लंबे जवाब की आवश्यकता होगी"। इसका क्या मतलब हो सकता है कि कोई व्यक्ति अंततः प्रविष्टि को बंद कर देता है।

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