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CAD Import Module

Importieren Sie CAD-Dateien in COMSOL Multiphysics® und bereiten Sie sie für die Analyse vor

Das CAD Import Module für die Simulationssoftware COMSOL Multiphysics® unterstützt Ihren Modellierungsworkflow auf zwei Arten. Erstens können Sie Geometrien aus CAD-Software von Drittanbietern in einer Vielzahl von Dateiformaten importieren, darunter die Formate Parasolid® und ACIS®, Standardformate wie STEP und IGES sowie native Dateiformate verschiedener CAD-Systeme. Zweitens hilft es Ihnen sicherzustellen, dass die importierte Geometrie für die Analyse bereit ist. Es bietet Werkzeuge zum Reparieren von Geometrien, die durch die Übertragung Fehler aufweisen, zum Bereinigen von übermäßig detaillierten Geometrien und zum Entfernen von geometrischen Elementen, die unnötig feine Netze verursachen.

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Die graue CAD-Geometrie eines Gasturbinenmodells.

CAD-Dateien importieren

Die meisten CAD-Programme unterstützen den Export von Parasolid®, ACIS®, STEP und IGES-Dateiformaten, die dann mit dem CAD Import Module problemlos in COMSOL Multiphysics® importiert werden können. Darüber hinaus können Sie die nativen Dateiformate einer Reihe von CAD-Systemen importieren, wie z. B. SOLIDWORKS®, Inventor®, PTC Creo Parametric™, NX™ und AutoCAD®. Das separate Produkt File Import for CATIA® V5 ermöglicht den Import des nativen Dateiformats für dieses System. Wenn Sie das CAD Import Module installiert haben, werden alle CAD-Modelle und -Dateien automatisch in eine Parasolid®-Geometrie konvertiert, indem die im Modul enthaltene Parasolid®-Geometrie-Engine verwendet wird.

Diese Geometrien können anschließend mit COMSOL Multiphysics® und dem CAD Import Module bearbeitet werden. Neben der Fehlerbehebung können Sie auch andere Änderungen an Ihrer Geometrie vornehmen, z. B. die Erstellung einer Modelldomäne um ein importiertes CAD-Design zur Verwendung in CFD-, Akustik- oder elektromagnetischen Analysen. Bei den meisten CAD-Modellen handelt es sich um Geometrien herzustellender Objekte. Die Simulation kann dazu verwendet werden, die Phänomene um diese Objekte herum zu modellieren, z. B. die Luftströmung. Wenn diese Änderungen vorgenommen wurden, kann das CAD Import Module sie in die Dateiformate IGES, STEP, Parasolid® oder ACIS® exportieren, um sie in andere Tools zu importieren.

Die Importfunktion unterstützt den assoziativen Geometrieimport, um physikalische und andere Einstellungen der Geometrie beizubehalten. Sobald eine Datei importiert wurde, liest die Software Informationen aus den CAD-Dateien, um die geometrischen Elemente in der Datei zu identifizieren. Wenn die Datei aufgrund einer Konstruktionsänderung erneut importiert wird, werden alle Auswahlen in COMSOL Multiphysics® aktualisiert und gemäß den Assoziativitätsregeln beibehalten, wodurch doppelte Arbeit vermieden wird. Diese Informationen sind für gewöhnlich verfügbar, wenn native CAD-Dateien importiert werden.

Eine Nahaufnahme des Fensters Einstellungen des Importknotens und eines CAD-Modells eines Abgaskrümmers.

Unterstützte Import- und Export-Dateiformate

Beachten Sie, dass nicht alle Dateiformate auf allen Betriebssystemen unterstützt werden; Einzelheiten finden Sie in den Systemanforderungen.

Dateiformat Dateiendung Version Import Export
ACIS® .sat, .sab, .asat, .asab bis 2024 1.0 (Import),
R4, R7, 2016 1.0 (Export)
AutoCAD® .dwg 2.5–2024
AutoCAD® DXF™ .dxf 2.5–2024
IGES .igs, .iges bis 5.3
Inventor® Baugruppen .iam 11–2024
Inventor® Bauteile .ipt 6–2024
NX™ .prt bis 2306
Parasolid® .x_t, .xmt_txt, .x_b, .xmt_bin bis V36.0
PTC Creo Parametric™ .prt, .asm 1.0–10.0
PTC Pro/ENGINEER® .prt, .asm 16 bis Wildfire® 5.0
SOLIDWORKS® .sldprt, .sldasm 98–2024
STEP .step AP203, AP214, AP242 (Import),
AP203 (Export)
 

Reparieren einer Geometrie beim Import

Das Ziel der Erstellung des CAD-Modells ist es, eine digitale Darstellung des realen Produkts zu erhalten. Diese digitale Version enthält die 3D-Geometrie des Produkts zusammen mit den Informationen, die für die Herstellung des Produkts erforderlich sind. Obwohl eine 3D-CAD-Geometrie in der Regel dem realen Objekt, das sie darstellt, entspricht, können kleine und kaum wahrnehmbare Anomalien in der Geometrie auftreten. Dies kann auf numerische Beschränkungen in der Fähigkeit des Computers zur Darstellung komplexer Formen, auf Beschränkungen eines älteren CAD-Dateiformats, auf menschliche Fehler oder auf die Übersetzung der Daten zwischen Dateiformaten zurückzuführen sein. Diese kleinen Anomalien können z. B. dazu führen, dass sich Flächen nicht genau an den Kanten treffen oder dass die Flächennormalen und Kantenrichtungen nicht übereinstimmen. Dies wiederum kann zu Problemen bei der Bildung gültiger, wasserdichter geometrischer Objekte führen, wenn ein Netz innerhalb von COMSOL Multiphysics® erzeugt wird. Daher wird die Geometriereparatur standardmäßig während des Importvorgangs durchgeführt, damit Sie mit Ihren Simulationen beginnen können.

Zusätzlich zur automatischen Reparatur beim Import bietet das CAD Import Module Funktionen, mit denen Sie Ihre CAD-Modelle nach dem Import manuell nachbessern können. Sie können zum Beispiel manuell Flächen auswählen und sie zu einem Solid zusammenfügen, indem Sie Lücken mit einer definierten Toleranz schließen. Alternativ dazu können Sie die Kanten von Lücken automatisch lokalisieren. Diese Kanten dienen als Eingabe zum Erstellen einer neuen Fläche, die die Lücke abdeckt und so ein Solid bildet.

Eine Geometrie für die Analyse defeaturen

Aufgrund der Komplexität der Geometrie und bei einer großen Anzahl an kleinen geometrischen Details kann es schwierig sein das CAD-Modell in einer Simulation zu verwenden, selbst nachdem das CAD-Modell ordnungsgemäß repariert wurde. Diese Merkmale können zu einer übermäßig hohen Anzahl von Netzungselementen führen und dadurch mehr Rechenressourcen als nötig erfordern, wenn sie nicht vor der Vernetzung aus der Geometrie entfernt werden.

Einige Features, wie z. B. Verrundungen, Nuten, Gewinde und Löcher, sind zwar für eine eventuelle Fertigung erforderlich, aber für eine bestimmte Art der Simulation möglicherweise nicht relevant. Das CAD Import Module verfügt über die Werkzeuge, um diese zu entfernen und die Geometrie zu vereinfachen. Sie können Verrundungen und Fasen löschen, Löcher füllen sowie Flächengruppen löschen, um sie mit einer einheitlichen Oberfläche durch Füllen oder Patchen zu ersetzen.

Andere unerwünschte Features, wie z. B. kleine Flächen, Splitterflächen, Spitzen und kurze Kanten, können durch den CAD-Modellierungs- und Importprozess selbst entstanden sein. Für diese ungewollten Features können Sie deren Typ in einer Schnittstelle auswählen und einen Toleranzwert angeben, um alle Vorkommen dieses geometrischen Features zu identifizieren und zu entfernen. Die Vereinfachung kann auch automatisch als Teil des Importprozesses durchgeführt werden, wobei die gleichen Toleranzen wie beim Reparieren verwendet werden.

Nahaufnahme eines schmalen Bereichs in einer CAD-Geometrie, der repariert und das Netz verbessert wurde.
Nahaufnahme einer CAD-Geometrie, die im Vergleich mit einer Nut und einem Loch nebeneinander dargestellt ist.
Nahaufnahme einer CAD-Geometrie, die im Vergleich mit und ohne Verrundungen nebeneinander dargestellt wird.
Nahaufnahme einer CAD-Geometrie, die im Vergleich mit und ohne geschlossenen Flächen gezeigt wird.
 

Virtuelle Geometrieoperationen zur Vereinfachung des Netzes durchführen

Das Arbeiten mit virtuellen Geometrieoperationen ähnelt dem Defeaturing-Prozess, mit dem Unterschied, dass die importierte Geometrie unverändert bleibt. Features, die entweder keinen großen Einfluss auf die Simulation haben oder für die gewünschte Simulation nicht besonders relevant sind. werden vom Vernetzer ignoriert anstatt die Geometrie zu verändern. Die Vernetzung findet dann auf einer virtuellen Geometrie statt. Solche Operationen beinhalten das Ignorieren von Eckpunkten, Kanten und Flächen, das Bilden von zusammengesetzten Kanten und Flächen, das Kollabieren von Kanten und Flächen und vieles mehr.

Es gibt zwei Möglichkeiten, virtuelle Geometrieoperationen anzuwenden. Die zu ignorierenden Flächen, Kanten und Scheitelpunkte können manuell ausgewählt werden, aber es gibt auch eine automatische Operation Remove Details, die kleine Features erkennt und entfernt, indem sie eine Folge von virtuellen Operationen verwendet (die dann nach Bedarf bearbeitet werden können).

Diese Operationen sind in der COMSOL Multiphysics® Plattform enthalten und sind eine großartige Ergänzung zu den Defeaturing-Tools des CAD Import Module. Diese Funktionalität ist besonders nützlich, wenn die Merkmale der Geometrie nicht einfach durch Defeaturing oder Reparatur entfernt werden können oder wenn die Simulation erfordert, dass die Krümmung der Geometrie intakt bleibt.

Direkte Kopplung mit CAD-Software

Wenn Sie ein CAE-Ingenieur sind, der auch CAD-Software verwendet, bietet COMSOL mehrere Zusatzprodukte an, die COMSOL Multiphysics® mit Hilfe der speziellen LiveLink™-Technologie mit allen wichtigen CAD-Softwarepaketen verbinden. Die Synchronisationsfunktion in den LiveLink™ Produkten aktualisiert automatisch die Geometrie in einem Programm, wenn Änderungen im anderen Programm vorgenommen werden. Mit den LiveLink™ Produkten vermeiden Sie das wiederholte Importieren/Exportieren der gesamten CAD-Geometrie, wenn Sie Änderungen für weitere Analysen vornehmen möchten.

Die folgenden Produkte enthalten diese Funktionalität:

Die SOLIDWORKS-Benutzeroberfläche wird im Hintergrund mit einer grauen Klammermodellgeometrie angezeigt und die COMSOL Multiphysics-Benutzeroberfläche wird im Vordergrund mit dem optimierten Klammermodell im Grafikfenster und der in Regenbogen visualisierten Spannung angezeigt.

Jedes Unternehmen und jeder Simulationsbedarf ist einzigartig.

Um zu beurteilen, ob die COMSOL Multiphysics® Software Ihren Anforderungen entspricht, kontaktieren Sie uns bitte. Wenn Sie mit einem unserer Vertriebsmitarbeiter sprechen, erhalten Sie persönliche Empfehlungen und vollständig dokumentierte Beispiele, die Ihnen helfen, das Beste aus Ihrer Evaluierung herauszuholen und die beste Lizenzoption für Ihre Bedürfnisse zu wählen.

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