Die COMSOL® Produktpalette

A gray geometry of a car disc brake assembly made up of a ventilated disc and caliper assembly.

Erweitern der CAD-Funktionalität und Importieren von CAD-Dateien in COMSOL Multiphysics® mit dem Design Module

CAD-Design für die Analyse

Wenn Sie eine Simulation durchführen, möchten Sie das beste geometrische Modell für Ihre spezielle Analyse verwenden. Das Design Module erweitert die CAD-Funktionalität von COMSOL Multiphysics® um zusätzliche Werkzeuge zum Importieren und Überarbeiten vorhandener CAD-Modelle sowie zum Skizzieren und Erstellen von Geometrien von Grund auf.

Ganz gleich, ob Sie irrelevante Details aus einer vorhandenen Geometrie entfernen, bestimmte Merkmale eines importierten CAD-Modells neu erstellen oder parametrische Geometrien konstruieren, das Design Module verfügt über Features und Funktionen, die auf die Vorbereitung eines Modells für die Analyse zugeschnitten sind.

Erstellen Sie Ihre eigenen Designs

Zwangsbedingungen und Bemaßungen

Das Design Module enthält eine Reihe von Skizzierwerkzeugen zum Hinzufügen von Zwangsbedingungen und Bemaßungen zu planaren Zeichnungen für 2D-Modelle, 3D-Arbeitsebenen und Geometrie-Bauteile. Die Optionen für Zwangsbedingungen umfassen parallele, senkrechte und tangentiale Zwangsbedingungen. Um z. B. zwei Polygonsegmente im 90-Grad-Winkel aufeinandertreffen zu lassen, klicken Sie auf die beiden Linien und verwenden eine rechtwinklige Zwangsbedingung. Die Optionen für die Bemaßung umfassen Längenmaß, Radius und Winkel. Sie können z. B. einfach auf eine Kante klicken und ziehen, um interaktiv ein Längenmaß festzulegen. Um das Erstellen konsistenter Zeichnungen zu unterstützen, gibt Ihnen das Design Module sofortiges Feedback, ob eine Skizze unter-, über- oder wohldefiniert ist.

Parametrische Designs

Alle oben beschriebenen Bemaßungen können mithilfe des General Parametric Framework in COMSOL Multiphysics® parametrisiert werden. Dadurch können Sie parametrische Sweeps über eine oder mehrere Dimensionen ausführen. In Kombination mit dem Optimization Module können Sie außerdem parametrische Optimierungen durchführen und so die Vorteile der parametrischen Funktionalität voll ausschöpfen.

Verrunden, Fasen, Anheben, Verdicken, Mittelfläche und erweiterte Boolesche Operationen

Das Design Module ermöglicht den Zugriff auf Standard-CAD-Operationen, wie z.B. Verrunden, Fasen, Anheben (Loft), Verdicken, Mittelfläche bilden und erweiterte Boolesche Operationen.

Verrunden

Verrundungen werden erzeugt, indem man einfach auf eine Kante klickt und einen Radius angibt. Dies erzeugt abgerundete Ecken an der ausgewählten Menge von Kanten und wird z.B. in der Strukturmechanik zur Vermeidung von Spannungskonzentrationen und in der Elektromagnetik zur Vermeidung von elektrischen Durchschlägen verwendet.

Fasen

Fasen werden erzeugt, indem man einfach auf eine Kante klickt und einen Abstand angibt. Dadurch werden abgeschrägte Ecken an den ausgewählten Kanten erzeugt.

Loft

Mit der Operation "Loft" können Sie einen Satz von Profilkurven festlegen. Die Ausgabe dieser Operation ist eine Ausformungsfläche, die aus einer oder mehreren Flächen besteht, die die Profile interpolieren. Diese Operation wird verwendet, um weiche geometrische Übergänge zwischen Profilkurven mit unterschiedlichen Formen zu erzeugen.

Verdicken

Die Operation "Verdicken" wird verwendet, um ein Flächenobjekt in ein Volumenobjekt umzuwandeln, indem es eine Dicke erhält, gewöhnlich in der normalen Richtung.

Mittelfläche

Die Operation "Mittelfläche" entfernt die Dicke eines Volumenobjekts mit konstanter Dicke, so dass ein Flächenobjekt entsteht. Solche Oberflächenobjekte werden typischerweise mit einem Shell-Interface verwendet, bei dem die Dicke als physikalische Eigenschaft anstelle eines geometrischen Merkmals dargestellt wird.

Erweiterte boolesche Operationen

Das Design Module bietet erweiterte boolesche Operationen, von denen bessere Ergebnisse für komplexere Geometriemodelle zu erwarten sind, etwa bei der Berechnung der Vereinigung von Objekten mit sich berührenden Flächen, die nicht exakt übereinstimmen.

Eine Modellskizze, die im Design Module unter Verwendung von Werkzeugen für parametrische Zwangsbedingungen und Bemaßungen erstellt wurde. Eine Skizze mit parametrischen Zwangsbedingungen und Bemaßungen unter Verwendung der Werkzeuge im Design Module.
Das COMSOL Multiphysics Model Builder UI zeigt ein vollparametrisches 3D-Modell mit Verrundungen. Ein vollständig parametrisches 3D-Modell, das mit Hilfe von Verrundungen und den Werkzeugen für Zwangsbedingungen und Bemaßungen erstellt wurde.
Ein Modell der Strömung eines Fluids in einem Mikroventil, das einer parametrischen Optimierungsstudie im Design Module, einem Add-On zu COMSOL Multiphysics, unterzogen wird. Parametrische Optimierung der Strömung von Fluiden in einem Mikroventil unter Verwendung von Parametern für die Maße, die im Design Module verfügbar sind.
Ein nicht verbundenes Geometrieteil mit Linien, die zwei Flächen verbinden, auf der linken Seite und das verbundene Teil nach Durchführung einer Loft-Operation auf der rechten Seite. Eine Loft-Operation wird verwendet, um einen geometrischen Bereich zu erzeugen, der zwei getrennte Geometrieteile mit unterschiedlichen Oberflächenprofilen miteinander verbindet.

CAD-Modelle Importieren und Erweitern

Importieren und Exportieren Ihrer Modelle aus und in CAD-Software

Das Design Module unterstützt den Import einer Vielzahl gängiger Dateiformate, darunter die Formate Parasolid®, ACIS®, STEP und IGES. Darüber hinaus können Sie die nativen Dateiformate einer Reihe von CAD-Tools importieren, wie z. B. die SOLIDWORKS® Software, Inventor® Software, AutoCAD® Software, PTC® Creo® Parametric™ Software, NX™ Software und CATIA® V5 Software (erfordert ein separates Add-On Produkt).

Importierte CAD-Dateien werden im Design Module automatisch in das Format der geometrischen 3D-Modellierungsengine Parasolid® konvertiert. Anschließend können Sie diese modifizieren und manipulieren, z. B. mit den Operationen Verrunden, Fasen, Loft, Verdicken und Mittelfläche. Zusätzlich können Sie Geometrien einkapseln, um Phänomene in den umgebenden Gebieten zu modellieren. Nachdem Sie Änderungen an einer Geometrie vorgenommen haben, können Sie diese in den Dateiformaten Parasolid®, ACIS®, STEP, IGES oder STL exportieren, um sie in andere Anwendungen zu importieren.

Manuelle oder automatische Reparatur der Geometrie

Grundsätzlich können Sie beim Importieren einer CAD-Konstruktion in das Design Module eine Geometriereparatur durchführen - auch standardmäßig.

Die Geometriereparatur stellt die Gültigkeit der importierten Geometrieinformationen sicher, um Probleme beim Vernetzen der Geometrie zu vermeiden. Während des Imports werden verschiedene Arten von Problemen geprüft und behoben, darunter Toleranzprobleme, die eine perfekte Verbindung geometrischer Elemente verhindern würden, sich selbst überschneidende Elemente und sehr kleine Kanten und Splitterflächen.

Das Design Module enthält auch Werkzeuge zur Erkennung von Problemen und zur Reparatur ausgewählter CAD-Modelle mit einer bestimmten Toleranz. Auf diese Weise können Sie die Toleranz anpassen, um importierte Flächen zu verbinden, um einen Vollkörper zu erzeugen oder um kleine geometrische Elemente zu entfernen, ohne die CAD-Datei erneut importieren zu müssen.

Model Defeaturing für eine bessere Vernetzung und Simulation

Eine intakte Geometrie kann immer noch geometrische Merkmale enthalten, welche die Vernetzung oder die Durchführung einer effizienten Simulation erschweren. Insbesondere können kleine Merkmale eine große Anzahl von Vernetzungselementen in Regionen konzentrieren, in denen die Auswirkungen auf die Simulationsergebnisse vernachlässigbar sind und daher ignoriert werden können.

Das Design Module enthält Werkzeuge zum Defeaturing durch Identifizieren und Entfernen bestimmter Features, wie z. B. Spitzen, Löcher, Bandflächen, kurze Kanten und kleine Flächen. Mit anderen Defeaturing-Werkzeugen können Sie Fugen auffüllen, Flächen abdecken und Verrundungen entfernen.

Mit dem Design Module können Sie gelöschte Features, wie z. B. Verrundungen und Löcher, wieder einfügen und mithilfe eines parametrischen Sweeps ihren Einfluss auf die Simulation untersuchen.

Virtuelle Operationen konzentrieren Simulationen auf die wichtigen Bereiche

Virtuelle Geometrieoperationen sind ein nützliches Werkzeug innerhalb von COMSOL Multiphysics®, das bessere Vernetzungsanalyselösungen liefert. Dazu wird Ihr Vernetzungswerkzeug angewiesen, ausgewählte Elemente und Features zu ignorieren, wodurch die Konzentration der Vernetzung auf diese Regionen vermieden wird - die Vernetzung findet auf einer virtuellen Geometrie statt.

Die ignorierten Regionen sind meist Teile der Geometrie, in denen Ihre Simulationsergebnisse einheitlich oder für Ihre spezielle Situation irrelevant sind. Sie können virtuelle Geometrieoperationen verwenden, um Kanten, Punkte und Flächen zu ignorieren, nachträglich zusammengesetzte Objekte zu bilden oder die Elemente zu reduzieren.

Die automatische Operation Remove Details analysiert die Geometrie und wendet eine Sequenz von virtuellen Geometrieoperationen an, um unerwünschte Merkmale im Modell zu ignorieren.

Diese Operationen sind in COMSOL Multiphysics® enthalten und ergänzen die Möglichkeiten der Geometriemanipulation im Design Module, insbesondere dann, wenn sich bestimmte Features nur schwer oder gar nicht mit den Reparatur- und Defeaturing-Werkzeugen des Design Modules entfernen lassen.

Assoziativer CAD-Import

Die Importfunktion des Design Module unterstützt den assoziativen Geometrieimport, um physikalische und andere Einstellungen der Geometrie beizubehalten. Sobald eine Datei importiert wurde, liest die Software Informationen in den CAD-Dateien, um die geometrischen Elemente in der Datei zu identifizieren. Wenn die Datei aufgrund einer Designänderung erneut importiert wird, werden alle Auswahlen in COMSOL Multiphysics® aktualisiert und gemäß den Assoziativitätsregeln beibehalten, wodurch doppelte Arbeit vermieden wird. Diese Informationen sind normalerweise verfügbar, wenn CAD-Dateien importiert werden, die im nativen Format der Software gespeichert sind, in der sie erstellt wurden.

Unterstützte Formate für Datei-Import/Export

In der folgenden Tabelle sind die im Design Module enthaltenen Dateiformate aufgeführt; alle unterstützten Dateiformate finden Sie auf der Seite Dateiformate. Beachten Sie, dass nicht alle Dateiformate auf allen Betriebssystemen unterstützt werden; Einzelheiten finden Sie auf der Seite Systemanforderungen.

Datei Format Dateiendung Version Import Export
ACIS® .sat, .sab, .asat, .asab bis 2021 1.0 (Import),
R4, R7, 2016 1.0 (Export)
Ja Ja
AutoCAD® .dwg 2.5-2021 Ja Nein
AutoCAD® DXF™ .dxf 2.5-2021 Ja Nein
IGES .igs, .iges bis 5.3 Ja Ja
Inventor® assemblies .iam 11, 2008-2021 Ja Nein
Inventor® parts .ipt 6-11, 2008-2021 Ja Nein
NX™ .prt bis 1926 Ja Nein
Parasolid® .x_t, .xmt_txt, .x_b, .xmt_bin bis V33.0 Ja Ja
PTC® Creo® Parametric™ .prt, .asm 1.0-7.0 Ja Nein
PTC® Pro/ENGINEER® .prt, .asm 16 bis Wildfire® 5.0 Ja Nein
SOLIDWORKS® .sldprt, .sldasm 98-2021 Ja Nein
STEP .step AP203, AP214 (Import),
AP203 (Export)
Ja Ja

Alle hier aufgeführten Marken sind Eigentum der jeweiligen Inhaber und COMSOL AB und seine Tochtergesellschaften und Produkte sind nicht mit diesen Markeninhabern verbunden, werden nicht von ihnen unterstützt, gesponsert oder gefördert. Eine Liste dieser Markeninhaber finden Sie unter http://www.comsol.de/tm.

Geometrie einer Elektromotorbaugruppe, die aus einer CAD-Datei in COMSOL Multiphysics zur weiteren Analyse importiert wurde. Eine Elektromotor-Baugruppe, die aus einer CAD-Datei importiert wurde.
Eine Modellgeometrie mit zylindrischen Löchern, die mit der Defeaturing-Operation "Delete Holes" hervorgehoben wurden. Die Defeaturing-Operation "Delete Holes" wird verwendet, um zylindrische Löcher zu finden.
Die Modellgeometrie, nachdem alle zylindrischen Löcher über die Operation "Delete Holes" entfernt worden sind. Die Geometrie, die sich aus der Verwendung der Operation "Delete Holes" ergibt.
Ein komplexes Netz vor und nach der Operation "Collapse Face Regions", einer im Design Module verfügbaren virtuellen Geometrieoperation. Die Modellgeometrie, nachdem alle zylindrischen Löcher über die Operation "Delete Holes" entfernt worden sind.

Direkte Kopplung mit CAD-Software

Wenn Sie als CAD-Anwender auf der Suche nach einem CAE-Tool sind, bieten die LiveLink™ Produkte von COMSOL für die führenden CAD-Programme zusätzliche Funktionen, um Ihr CAD-System direkt mit COMSOL Multiphysics® zu verbinden. Die Synchronisationsfunktion in den LiveLink™ Produkten aktualisiert automatisch die Geometrie in einem Programm, wenn Änderungen im anderen vorgenommen werden. Mit den LiveLink™ Produkten vermeiden Sie den Import/Export und das erneute Importieren der gesamten CAD-Geometrie, wenn Sie Änderungen für weitere Analysen vornehmen möchten. Zusätzlich können parametrische Sweeps automatisch basierend auf einem geometrischen Parameter, wie z. B. der Länge einer Kante, ausgeführt werden, und Sie können sogar Analysen zur Optimierung der CAD-Geometrie basierend auf den Simulationsergebnissen durchführen.

Folgende aktuelle Produkte enthalten diese Funktionalität:

Alle Anwendungsfälle und Simulations-Anforderungen sind unterschiedlich. Um zu beurteilen, ob die COMSOL Multiphysics®-Software Ihren Anforderungen entspricht, sollten Sie sich mit uns in Verbindung setzen. Wenn Sie mit einem unserer Vertriebsmitarbeiter sprechen, erhalten Sie personalisierte Empfehlungen und vollständig dokumentierte Beispiele, die Ihnen dabei helfen, eine qualifizierte Bewertung treffen zu können. Sie werden außerdem bei der Auswahl der passenden Lizenzoption für Ihre Bedürfnisse unterstützt.

Klicken Sie einfach auf die Schaltfläche "COMSOL kontaktieren", geben Sie Ihre Kontaktdaten sowie Ihre spezifischen Kommentare und Fragen ein und senden Sie diese ab. Sie erhalten innerhalb eines Arbeitstages eine Antwort von einem Vertriebsmitarbeiter.

Nächster Schritt:
Fordern Sie eine Software-Demo an