Parametrizácia v SCIA Engineer

Parametrizácia v SCIA Engineer je celkom jednoduchá a intuitívna.

Vo viac ako 90% prípadov môžete použiť SCIA Engineer interaktívnym spôsobom. To znamená, že vykonáte ručné zadanie modelu podľa jednoduchého postupu.

Ten zahŕňa tieto kroky:

1. Modelovanie: prvým krokom je definovanie geometrie, t.j. zadanie stĺpov, nosníkov, stien, dosiek a pod. a ich vlastností. Následne potrebujete opatriť výpočtový model okrajovými podmienkami.
2. Zaťaženie: zaťažovacie stavy môžete zadávať ručne alebo môžete využiť niektorý z generátorov zaťaženia. Okrem vlastných zaťažovacích stavov tiež zadáte alebo necháte vygenerovať ich kombinácie.
3. Analýza: v ďalšom kroku spustíte výpočet konštrukcie.
4. MKP výsledky: po dokončení výpočtu získané výsledky vyhodnotíte, a to graficky alebo numericky.
5. Návrh & posudky: SCIA Engineer ponúka širokú ponuku normových výpočtov a posudkov. Vďaka tomu môžete materiály použité vo Vašom výpočtovom modeli posudzovať a optimalizovať.
   Okrem týchto vstavaných posudkov Vám SCIA Engineer ponúka možnosť využiť Vaše vlastné, na mieru vytvorené, posudky pripravené v MS Excel alebo v Design Forms.
   V takom prípade si Váš posudok načíta vstupné dáta a výsledky MKP výpočtu, vykoná Vami zostavené výpočty a pošle konečné výsledky späť do SCIA Engineer, kde ich môžete tradičným spôsobom ďalej spracovávať. 
   Pre MS Excel sú geometrické dáta obmedzené na uzly a 1D prvky. Výpočty sa tvoria pomocou vzorcov a makier v MS Excel.
   Pri použití Design Forms je možné spracovať tiež 2D prvky a výpočty sa zapisujú pomocou skriptovacieho jazyka Design Forms.
6. Výstupy: Okrem základného náhľadu na obrazovke je k dispozícii zabudovaný nástroj na tvorbu výstupov, s ktorého pomocou môžete jednoducho generovať aktuálne tabuľky a obrázky so vstupnými údajmi aj s výsledkami.

Parametrický návrh je proces založený na algoritmickom myslení. V bežnom postupe musíme predpokladať, že konečné výsledky (MKP výsledky a výsledky posúdenia) závisia na vstupných dátach (model a zaťaženie). Ak teda vstupné dáta vyjadríme ako sadu upraviteľných parametrov a pravidiel, získavame tým možnosť manipulovať s konečnými výsledkami takým spôsobom, aby boli splnené určité prídavné kritériá.

Jednoduchým príkladom môže byť nájdenie takého tvaru oblúkového mosta, pri ktorom je hmotnosť mosta najnižšia. V danom prípade bude teda prídavným kritériom hmotnosť mosta. Parametre, ktoré je možné meniť, sú tvar (poloha uzlov), rozmery a hrúbka stien prierezov. Je zrejmé, že musí byť tiež splnená podmienka únosnosti, napr. že napätia nepresahujú pevnosť použitého materiálu. 
 
Potrebujeme možnosť zautomatizovať alebo "skriptovať" každý z uvedených 6 krokov. Potrebujeme algoritmus, ktorý dokáže zadať a zmeniť vstupné dáta (polohu uzlov a údaje o prierezoch). Ďalej musíme spustiť výpočet, aby sme vypočítali vnútorné sily, deformácie a napätia. Na základe získaných napätí upraví skript vstupné dáta a znovu spustí výpočet a vypočíta napätia. Tieto kroky sa opakujú, kým konštrukcia nespĺňa požadované podmienky.
 
Súčasťou inštalácie SCIA Engineer je skriptovací nástroj "esa_xml.exe", ktorý možno zavolať z akéhokoľvek programovacieho (.NET, Java, Pascal, ...) alebo skriptovacieho prostredia (VBA, Grasshopper pre Rhino, JavaScript, Python, PowerShell, Haskell…). Tento skriptovací nástroj spustí SCIA Engineer na pozadí (bez jeho grafického užívateľského prostredia) a vykonáva v SCIA Engineer požadované akcie.

Skriptovací nástroj je "skriptovaným" ekvivalentom pre vyššie uvedených 6 krokov. 

1. Modelovanie: uzly, 1D a 2D prvky vrátane okrajových podmienok sa definujú pomocou textového súboru.
   Skriptovací nástroj (esa_xml) načíta tento súbor do projektu v SCIA Engineer.
2. Zaťaženie: zaťaženie, zaťažovacie stavy a ich kombinácie sa definujú tiež v textovom súbore.
   Skriptovací nástroj tiež načíta tento súbor do projektu v SCIA Engineer.
3. Analýza: skriptovací nástroj spustí výpočet.
4. MKP výsledky: po dokončení výpočtu použije skriptovací nástroj šablónu dokumentu k exportu výsledkov do textového súboru, do HTML súboru alebo do XML súboru.
5. Návrh & posudky: výsledky z vstavaných aj vlastných užívateľských posudkov (Excel alebo Design Forms) možno cez šablónu dokumentu exportovať tiež, opäť to TXT, HTML alebo XML súboru.
6. Výstupy: skriptovací nástroj aktualizuje existujúci výstupný dokument a tento exportuje do TXT, HTML alebo XML súboru.

Záver

Parametrizáciu v SCIA Engineer využíva celý rad našich zákazníkov, najmä pre jej relatívnu jednoduchosť. Potrebujete iba vytvárať a načítať textové súbory a dokázať z Vášho programovacieho prostredia spustiť externú aplikáciu. Popísanú techniku možno s úspechom použiť na optimalizáciu aj zložitých konštrukcií ako sú futbalové štadióny, horské dráhy, skladové haly, žeriavy a pod.  

Podnietil vo Vás tento článok záujem o parametrický návrh?

Kontaktujte nás a zistite, ako by Vám táto technológia mohla pomôcť práve s Vašimi projektmi.