Menu

Parametrisch ontwerp met SCIA Engineer

Datum: 
maandag, 17 december, 2018
Regio: 
Internationaal

Parametrisch ontwerp met SCIA Engineer is een eenvoudig proces met een intuïtieve werkwijze.

In meer dan 90% van de gevallen gebruikt u SCIA Engineer op een interactieve manier. Met andere woorden, u voert de gegevens in of wijzigt de data en eigenschappen met de muis en het toetsenbord, terwijl u consequente stappen volgt in uw werkproces.

Parametric Design in SCIA Engineer

De stappen in het werkproces zijn:

  1. Modelleren: in de eerste stap definieert u de geometrie. U geeft alle elementen in (kolommen, balken, wanden, platen, enz.) met al hun eigenschappen. Daarna vervolledigt u uw invoer door randvoorwaarden en hun eigenschappen toe te voegen. 
  2. Belasting: u kunt lasten invoeren of gebruik maken van één van de vele belastingsgeneratoren. U definieert ook belastingsgevallen en genereert of voert de belastingcombinaties in.
  3. Analyseren: in de volgende stap start u de berekening in SCIA Engineer.
  4. EEM Resultaten: nadat de berekening is afgerond, visualiseert u de berekende resultaten zowel numeriek als grafisch.
  5. Ontwerp & Controles: SCIA Engineer laat toe om meerdere materialen te ontwerpen en te controleren. Hierdoor kunt u het gebruik van materialen in uw analysemodel verifiëren en optimaliseren.
    Naast deze ingebouwde controles biedt SCIA Engineer u ook de mogelijkheid om gebruikergedefinieerde controles uit te voeren die gemaakt zijn in Excel of Design Forms. De gebruikergedefinieerde controle  leest de invoer en de resultaten, voert de gedefinieerde berekeningen uit en stuurt de definitieve resultaten terug naar SCIA Engineer. Hier worden ze op dezelfde manier gevisualiseerd als alle andere resultaten binnen SCIA Engineer.
    Voor Excel is de geometrie gelimiteerd tot knopen en 1D elementen en de ontwerp- en controle berekeningen worden gedefinieerd aan de hand van Excel formules en VBA-macros.
    Wanneer u Design Forms gebruikt, worden ook 2D elementen ondersteund en worden de ontwerp- en controle berekeningen gedefinieerd in de Design Form scripttaal.
  6. Rapportage: naast een afdrukvoorbeeld voorziet de geïntegreerde rapportage tool een rijke omgeving aan functionaliteiten. Hiermee genereert u tabellen en afbeeldingen met invoergegevens en resultaten.

Parametrisch ontwerp is een proces gebaseerd op algoritmisch denken. In een normaal werkproces kunnen we aannemen dat de eindresultaten (EEM resultaten en ontwerp & controle resultaten) afhangen van de invoergegevens (modelleren en belasten). Het uitdrukken van deze invoergegevens door een set van parameters en regels die gewijzigd kunnen worden, laat ons toe het eindresultaat te manipuleren zodat additionele gebruikerscriteria vervuld zijn.

Parametric Design in SCIA Engineer

Een simpel voorbeeld: neem een vorm van een boogbrug waarvoor het gewicht van de brug minimaal is. In dit geval is het additionele gebruikerscriterium het minimale gewicht. De parameters die veranderd kunnen worden, zijn de geometrie, de dimensies en de dikte van de doorsneden. Het is logisch dat ook aan de criteria voor de weerstand voldaan moet zijn. Met andere woorden, dat de Von Mises spanningen onder een bepaalde limietwaarde moeten liggen.

We hebben dus de mogelijkheid om elke van de boven vermelde 6 stappen in ons werkproces te automatiseren of te ‘scripten’. We hebben een script (algoritme) nodig dat de invoergegevens (positie knopen, doorsneden) kan invoeren. Hiernaast moeten we ook de analyse uitvoeren om de Von Mises spanningen te lezen. Gebaseerd op de spanningen, worden de invoergegevens veranderd door het script. De analyse wordt ook opnieuw uitgevoerd en de nieuwe Von Mises spanningen worden teruggezonden. Deze stappen worden herhaald totdat het gewicht van de boogbrug voldoet aan de criteria.

Samen met de installatie van SCIA Engineer leveren we een script-tool (esa_xml.exe) die opgeroepen kan worden vanuit iedere programeeromgeving (.NET, Java, Pascal…) of scriptomgeving (VBA, Grasshopper for Rhino, JavasSript, Python, PowerShell, Haskell…). De scripttool voert SCIA Engineer uit in de achtergrond (zonder grafische interface) en voert de nodige taken uit in SCIA Engineer.

Parametric Design in SCIA Engineer

De script-tool voorziet een “gescript” equivalent voor ieder van de 6 stappen van het werkproces: 

  1. Modelleren: knopen, 1D en 2D elementen en randvoorwaarden kunnen gedefinieerd worden in een tekstbestand. Dit tekstbestand wordt geïmporteerd in een SCIA Engineer project door ons scripttool.
  2. Belasting: lasten, belastingsgevallen en belastingcombinaties kunnen ook gedefinieerd worden in een tekstbestand. Dit tekstbestand wordt geïmporteerd in een SCIA Engineer project door ons scripttool.
  3. Analyseren: de scripttool start de analyse.
  4. EEM Resultaten: na de berekening gebruikt de scripttool een document sjabloon om de resultaten te exporteren naar een tekstbestand, een html bestand of een xml bestand.
  5. Ontwerp & Controle: de resultaten van de ingebouwde controles als ook degene van de gebruikergedefinieerde controles kunnen ook geëxporteerd worden door het scripttool via een document sjabloon naar een tekst, html of xml bestand.
  6. Rapportage: de script-tool kan ieder bestaand rapport verversen en exporteren naar een tekst, html of xml bestand.

 

Conclusie

Parametrisch ontwerp met SCIA Engineer wordt gedaan door veel van onze klanten omdat het relatief eenvoudig is. U schrijft en leest enkel tekstbestanden, die u uitvoert vanuit uw programmeer- of scriptomgeving. Deze techniek kan u gebruiken om zelfs complexe structuren zoals voetbalstadions, achtbanen, opslagruimtes, kranen, … te optimaliseren. 

Heeft dit artikel uw interesse voor parametrisch ontwerp opgewekt ?
Contacteer ons vandaag om te leren hoe u deze technologie kan gebruiken in uw projecten.

Parametric Design in SCIA Engineer