что это такое, как выбрать в доске с помощью рубанка Интерскол и других моделей
Бывает так, что под рукой нет нужного инструмента, а определенную работу сделать нужно. Выборка четверти как раз такой и является. Выбирать ее нужно фрезером, а что, если под рукой только рубанок? В статье рассмотрим, понятие четверти и как ее выбрать с помощью электрорубанка Интерскол.
Содержание
- Что это такое
- Какой рубанок и приспособления нужно использовать
- Выбор в доске
- Как выбрать в доске с помощью рубанка Интерскол
- Выборка ручным рубанком
- Сейчас читают
Что это такое
Прямоугольная выборка в деревянной заготовке называется фальц. Четверть – разновидность фальца с одинаковыми сторонами, квадратного сечения. Пример фальца можно увидеть в любом здании – это выборка во всех дверных коробках под дверное полотно, на оконных коробках под рамы, и т.д. Их также в обиходе называют «четверть», но корректное название «фальц».
Какой рубанок и приспособления нужно использовать
На некоторых обычных электрорубанках как дополнительная опция есть приспособления для выборки. В принципе, электрорубанок создан для строгания поверхностей. Для выборки широких и глубоких фальцев удобнее и эффективнее другие инструменты – фрезер, циркулярка. А также специальный рубанок для выборки четвертей. Отличия:
- глубокие, более короткие ножи;
- мощный двигатель;
- специальная конструкцию для удержания инструмента с двух сторон во время выборки;
- регулировки по высоте и ширине прохода.
В России этот инструмент встречается редко, однако на международных площадках его можно найти.
Если в комплекте поставки обычного электрорубанка есть боковой упор-площадка и ограничитель глубины, с их помощью также можно делать выборку нужного размера. Электрорубанки с такой функцией скомпонованы так, чтобы выступающие за край ножа детали не мешали погружению инструмента в древесину.
На других электрорубанках не предусмотрены крепления под эти приспособления, и в комплекте поставки их нет. К тому же выступающие за ширину ножа детали не дадут погрузиться рубанку на значительную глубину выборки.
Выбор в доске
При строгании электрорубанок способен отобрать за один проход четверть на глубину строгания, 2-3 мм.
Настраивается электрорубанок для выборки следующим образом:
- устанавливается на нужную ширину выборки параллельный упор;
- устанавливается на требуемый размер ограничитель глубины.
За 5-7 проходов можно сделать выборку на глубину 10-20 мм. Глубина выборки ограничивается упором, который прикручивается к корпусу. От сползания электрорубанка в одну сторону его удерживает упорная параллельная планка, которая движется по другому ровному краю заготовки. Чтобы электрорубанок не съезжал при выборке в другую сторону, его приходится удерживать руками.
Край заготовки, по которому движется планка упора, должен быть ровным, так как именно он задает размер выборки по ширине.
Самое сложное в этой работе – правильно провести вход и выход ножей в начале и конце заготовки.
Вначале опорная планка прижимается к заготовке не полностью и электрорубанок может вильнуть вглубь, испортив заготовку. Электрорубанок удерживают руками так, чтобы планка была строго параллельно заготовке.
Тоже самое и в конце заготовки, когда планка сходит с заготовки и при неправильном направлении усилий рук электрорубанок может вильнуть. Поэтому в начале и конце заготовок размеры четвертей выдержать сложно. Чтобы избежать брака, заготовку делают длиннее нужного размера, а затем обрезают испорченные концы.
В сети противоречивые видео, где показана неудачная и успешная выборка.
Пример неудачной выборки. Выборка слишком глубокая. Боковая стенка фальца, по которой ходит не заточенная боковая часть ножей, получается рваной. При сходе упорной планки с заготовки не удается удерживать электрорубанок, он уходит в сторону, и размер выборки получается непредсказуемым.
Пример удачной выборки. Выбирается небольшая по размеру четверть. Мастеру удается проводить вход и сход инструмента с заготовки параллельно стороне заготовки, концы выборки относительно ровные.
Однако если замерить такую готовую четверть штангельциркулем, выяснится, что размеры четверти «гуляют» в пределах 1 мм. Электрорубанок при выборке может заваливаться на себя или от себя, при этом будет меняться угол и глубина выборки. При входе и выходе без полной опоры упорной планки, ручном контроле, также трудно добиться идеальной точности.
Поэтому такие выборки вполне допустимы, но там, где приемлемы значительные допуски, плюс-минус 1 мм. То есть для грубых плотницких работ.
Как выбрать в доске с помощью рубанка Интерскол
Опцией выборки четверти оснащены не все модели электрорубанков этого бренда. Она есть на модели Интерскол Р-82 710 710 Вт. Проводится точно таким же способом, который описан выше.
Но есть две особенности модели.
- Упорная планка для выбора четверти крепится на одном винте с барашком для закручивания от руки. Все крепления на одной оси – немного «вертушка», поэтому крепление ненадежно, уходит влево или вправо от параллели с корпусом.
- Модель укомплектована станиной для работы в стационарном (перевернутом) режиме. Четверть также можно отбирать двумя способами – передвигая рубанок по заготовке, или передвигая небольшую заготовку по рубанку в стационарном режиме.
Глубина четверти на этой модели – 15 мм.
Выборка ручным рубанком
Обычным ручным рубанком или фуганком (большой рубанок) выбрать четверть невозможно. Для этого применяется специальный ручной инструмент – отборники.
У обычного ручного рубанка нож выпускается всего на доли миллиметра, буквально на толщину волоса. Именно столько рубанок может снять за один проход.
Если прикрепить к доске опорную параллельную планку и двигать рубанок вдоль неё, он снимет слой такой толщины, на которую выпущен нож. Далее край платформы напротив ножей упрется в древесину, и углубиться в четверть дальше не получится, так как нож не выходит на край платформы.
Если прикрепить опорную планку к самому рубанку, по принципу электрорубанка, то получится подобие разновидности ручного рубанка, который называется отборник (фальцгебель, фальцгобель или фальцебель).
Но поскольку нож обычного рубанка не выходит на край платформы, в этом месте будет образовываться пропуск выборки, и рубанок не сможет ровно погружаться дальше. У отборников это предусмотрено, нож расположен вровень с краем платформы или немного выступает за её пределы.
Отборник — фальцгебельОтборники, как правило, не имели регулировок, кроме глубины выпуска ножа. Это специальный инструмент для выборки четверти одного размера. Например, если нож отборника шириной 10 мм, он будет делать выборку по одной стороне 10 мм. По другой можно выбрать 10 мм, 20 мм и более, сделав больше проходов. Бесконечно углубляться не получится, так как корпус отборника скрывается в древесине и удерживать его руками становится невозможно.
Деревянные отборники имели деревянную планку – параллельный упор.
Работа с таким инструментом требует терпения, опыта и усердия. Современным мастерам, привыкшим работать с электроинструментом, работать инструментом старых мастеров покажется утомительным.
Подводя итоги становится ясно, что работы по выборке четверти лучше производить специально предназначенным для этого инструментом, а не электрическим рубанком и тем более ручным. При крайней необходимости конечно можно, но лучше всего для этой цели использовать фрезер.
Сейчас читают
- Все про карбюратор мотоблока, от регулировки до ремонта
- Основные причины, почему мотоблок глохнет при нагрузке в работе, наклоне, открытии воздушной заслонке и других случаях
- 3 лучших мотоблока Нева серии МБ, их плюсы и минусы, а также история компании
- Основные отличия мотоблока от культиватора и что лучше для участка 10 соток, дома и дачи
- 7 популярных способов изготовления культиватора своими руками
Как делать выборку четверти электрорубанком?
Бумага для рисования Лилия Холдинг “Рыбачка”, для акварели, папка, A3, 20 листов284 ₽ Подробнее
Сумка на пояс Optimum990 ₽ Подробнее
Двери
Выборку четверти электрорубанком часто приходится выполнять мастерам столярных работ. Четверть (или фальц) – это прямолинейная выемка на краю деревянной заготовки, проходящая по всей длине. Если проделать ее в нескольких деталях, то их можно соединять внакладку.
Схема выборки четверти.
Современные электрические рубанки ряда марок позволяют выполнять такие операции быстро, в больших объемах и при минимуме физических нагрузок. Для работы необходимы рубанок с функцией выборки четверти, электросеть 220-230 В, верстак, тиски, длинная линейка, карандаш или фломастер.
Какой инструмент лучше?
При его покупке следует иметь в виду, что выборку четверти можно сделать не всяким электрорубанком. Для этого он должен иметь в комплекте упор, с помощью которого устанавливается ширина фальца, и регулятор его глубины, прикрепляющийся к инструменту со стороны, противоположной упору.
Таблица основных параметров электрорубанков.
При выборе четверти электрорубанком обычно приходится совершать несколько его проходов. Чаще всего требуется получить фальц глубиной от 6 до 10 мм. Но есть инструменты, которые по своим характеристикам позволяют делать и более глубокую выборку. Так, например, рубанком «Байкал Е-313» можно снять слой древесины толщиной в 20 мм за 7 проходов.
При многочисленном тестировании инструменты различных марок оценивались по таким критериям, как ровная линия фальца, наличие дефекта в виде «лестницы», угол между стенкой четверти и поверхностью детали.
Согласно результатам тестов, модель Makita КР0810 с максимальной глубиной выборки в 25,5 мм (оценка 4,5 по пятибалльной системе) делает ровными края фальца и образует правильный угол, однако может оставлять после себя весьма приметную «лестницу». Правда, этот недостаток можно устранить достаточно простой регулировкой ножей.
После работы инструментом Sparky Р382 с максимальной глубиной выборки в 8,6 мм (оценка 4,8) края четверти тоже получаются ровными, но ширина ее в начале прохода оказывается больше требуемой на 1-1,5 мм, а на последнем проходе может образоваться «лестница», правда, еле заметная.
Схема электрорубанка.
Модель Bosch GH 015-82 с глубиной выборки до 9,9 мм (оценка 5) тоже создает фальц шире, чем необходимо, на 1,5 мм. Ножи у него несколько шире станины, поэтому ориентироваться по подошве не следует. Торец лезвий этого инструмента нужно выставлять по разметке. А маленький зазор между стенкой паза и подошвой (именно эти 1,5 мм) не помеха.
Рубанок Metabo НО 0882 с глубиной выборки до 23,4 мм многие специалисты считают эталонным (оценка 5+). И линия получается идеально ровной, и угол – прямым, и ширина четверти точно выдерживается по всей длине детали, и «лестниц» не бывает. Фальц выглядит так, словно сделан всего за один проход.
Вернуться к оглавлению
Подготовительные работы
Рубанок позволяет выполнять не только черновую, но и чистовую обработку заготовок. Причем настолько аккуратно, что зачастую даже не нужна их шлифовка.
Но это во многом зависит от точной настройки ножей, при которой чистота поверхности четверти обеспечивается глубиной снятия слоя древесины.
Варьируется настройка переключением ручки. Точность регулировки нередко составляет десятые доли миллиметра. Это очень важный параметр электрического рубанка, который нужно обязательно учитывать при его покупке. Если получается скошенная поверхность или образуются ямки, значит, ножи отрегулированы неточно.
Схема расположения барабана с лезвиями.
Для устранения таких дефектов нужно ослабить их крепление ключом, приложить линейку и выставить в правильном положении. Затем, затянув болты, провернуть барабан рукой, проверяя, не касаются ли ножи корпуса инструмента.
Поскольку боковой упор рубанка при выборке четверти скользит по краю заготовки, предварительно нужно убедиться, что он абсолютно ровный, без впадин и выпуклостей. На обрабатываемой детали следует заранее сделать пометки глубины и ширины четверти.
Она должна быть прочно закреплена на верстаке. От этого во многом зависят и качество строгания, и безопасность труда. У заготовки не должно быть ни малейшего люфта, иначе вращающиеся ножи рубанка могут вырвать ее. Летящая доска, как правило, становится причиной тяжелых травм как работника, так и всех, кто находится рядом с ним.
Вернуться к оглавлению
Основные приемы работы
Итак, прочно закрепив брусок, следует встать так, чтобы свободно передвигаться одновременно с продвижением инструмента. Излишнее напряжение тела нужно снять. Рукава и полы одежды не должны мешать движениям рук, крепко держащих рубанок.
Рабочая поза при работе с электрорубанком.
Сначала нужно включить его, держа в воздухе над заготовкой. И только когда инструмент поработает несколько секунд, чтобы ножи набрали максимальные обороты, можно аккуратно подводить их к торцу заготовки и начинать первый проход. Важно, чтобы подошва работающего рубанка была все время параллельной по отношению к обстругиваемой поверхности.
Продвигаться по заготовке инструмент должен плавно, равномерно. При этом надо следить, чтобы стружка не попадала под его подошву! Нельзя допускать резких движений, рывков, увеличивать скорость или останавливаться.
В любом из этих вариантов поверхность уже никак не удастся сделать совершенно ровной, без ямок и прочих дефектов.При строгании плоскостей нажимают на рукоятки инструмента с одинаковым усилием. Причем в начале каждого прохода нажим немного сильнее на переднюю, а в конце движения – на заднюю ручку, иначе неизбежны завалы.
При строгании четверти позиция рук иная. Одной рукой следует продвигать рубанок вперед, а второй – прижимать боковой упор к краю заготовки. С какой скоростью лучше продвигать инструмент? Спешка тут ни к чему, вполне достаточно проходить за минуту 1,5-2 м.
Крайне важно, чтобы инструмент следовал точно по намеченному пути. По мере заглубления боковой упор отходит на второй план, и через несколько проходов направляющей уже становится край фальца. Глубина выборки ограничивается частями рубанка, выступающими сбоку. Но с одной стороны они специально приподняты, чтобы можно было сделать достаточно глубокую четверть.
Вернуться к оглавлению
Наиболее частые ошибки новичков
Самые досадные дефекты – скошенный угол и «лестница». Искажение угла во многом происходит из-за того, что заготовка установлена небрежно, неправильно. А «лестница» – результат того, что торец лезвия слегка не достает до кромки подошвы. Поэтому при каждом новом проходе инструмент оставляет за собой полосу. Чем больше будут утоплены ножи, тем шире окажется «лестница».
Паз получается искривленным. Это обычно происходит из-за того, что угловой упор передвигается по неровному краю доски или бруска. Такого дефекта не будет, если, прежде чем работать рубанком, внимательно проверять качество краев заготовок. Кроме того, одной рукой ведя инструмент, другой следует при этом плотно прижимать упор.
Бывают перекосы и шатания во время работы. Такие неприятности неизбежны, если обрабатываемая деталь закреплена недостаточно устойчиво или не строго горизонтально. Следует немедленно устранить эти недостатки.
Ямки, шероховатости обычно появляются, когда работают рубанком, изменяя нажим на него в процессе прохода по заготовке.
youtube.com/embed/gM8nQbqitkI”>Не следует забывать, что в начале выстругивания необходимо чуть больше надавливать на переднюю, а в конце прохода – на заднюю часть инструмента. Но нельзя заваливать рубанок на пятку или носок.
Наконец, нужно всегда помнить, что вы работаете с электрическим инструментом. Делая остановки, чтобы отрегулировать ножи или посмотреть, как идет выборка, отключайте его от сети. При случайном включении электрорубанка можно остаться без пальцев! Соблюдая все эти правила (см. видео), можно существенно облегчить свою работу и ускорить ее выполнение в условиях полной безопасности.
4 шага, чтобы сделать четверть круглой формы с помощью ручного рубанка
Перейти к содержимому 4 шага, чтобы сделать четверть круглой формы с помощью ручного рубанкаПоместите четверть круглого молдинга на мебель с помощью молдинга и домкрата
By Joshua Farnsworth | 15 марта 2023 г.
Поделиться этой статьей:
Прикрепите четвертькруглый молдинг к вашей мебели с помощью молдинга и домкрата
By Joshua Farnsworth | 15 марта 2023 г.
Поделиться этой статьей:
Содержание (перейти к разделу)- Введение в изготовление четвертькруглого молдинга
- Что такое четвертькруглая формовка?
- Какие ручные инструменты вам нужны для изготовления четвертькруглого литья?
- 1. Подготовка к вырезанию четвертькруглого молдинга
- 2. Удалите торцевые отходы с помощью домкрата
- 3. Уточнение профиля торцевого зерна с помощью полой плоскости
- 4. Ручной рубанок Edge Grain Quarter Round Profile
- Оставить комментарий или задать вопрос?
DVD-диски и цифровые видеоролики по деревообработке
Просмотрите наши традиционные видеоуроки по деревообработке, доступные в формате HD Streaming / Download и на DVD.
КУПИТЬ
Что такое четвертькруглый молдинг?
Четверть круглого багета – это в основном декоративный деревянный багет, который был бы одной четвертой (или четвертью) круга, если бы круглый штифт был разрезан вдоль на четыре равные части. Четвертькруглый молдинг можно приобрести в этой форме, или его можно добавить с помощью ручных инструментов или машин на детали мебели, например:
Это четверть круглого молдинга, который Уилл Майерс вырезал на верхней доске своих часов Shaker в видео выше. Он сделал один для верхней части часов Shaker и один для основания часов.
Создайте верстак своей мечты
Купите наши планы Moravian Workbench премиум-класса на 57 страниц всего за 19,99 долларов США!
КУПИТЬ
Какие ручные инструменты вам нужны для изготовления четвертькруглого молдинга?
Как Уилл упомянул в видео, четвертькруглые молдинги можно нарезать на детали мебели с помощью фрезерного станка. Однако время установки может быть намного больше для небольших проектов, таких как эти часы, а также может быть более опасным, грязным и громким. Это также требует дополнительных вложений.
Для резки такого простого погонажного профиля все, что вам нужно, это домкрат (чтобы быстро удалить большую часть древесных отходов) и полый рубанок, который является погонажным рубанком. Антикварные полые и круглые рубанки поставляются в наборе (как показано ниже) или могут быть куплены отдельно:
В этом видео Уилл использовал полый рубанок №10. Любая полая плоскость от #8 до #12 отлично подойдет для изготовления четвертькруглого молдинга такого размера. Подробнее о выборе пустотелых и круглых плоскостей можно прочитать в нашей статье здесь. Вы также можете посмотреть наборы винтажных патронов и патронов здесь, на Ebay 9.0005
И если вы действительно хотите заняться покупкой, ремонтом и использованием формовочных плоскостей, вы можете купить наш видео-урок здесь:
Вы также можете сделать четверть круглого формования с помощью блочного рубанка, и просто делать все меньше и меньше грани на куске дерева. Это займет больше времени и будет сложнее получить идеальную круглую форму, но это хороший вариант, если вы не хотите тратить деньги на полую плоскость.
Футболки и одежда для деревообработки
Просмотрите нашу традиционную одежду для работы по дереву, чтобы показать свое классное хобби!
КУПИТЬ СЕЙЧАС
1.
Подготовка к резке четвертькруглого молдингаПри изготовлении четвертькруглого багета с помощью ручных деревообрабатывающих инструментов важно зафиксировать заготовку в верстачных тисках на прочном верстаке, таком как приведенный ниже Portable Moravian Workbench который использует Уилл Майерс:
Вы должны отметить линии макета в верхней части каждой доски, чтобы вы знали, как далеко строгать. Это ваши линии безопасности, которые вы не хотите пересекать.
И в этом примере Уилл резал молдинг на двух досках одновременно, нижнюю доску корпуса часов:
И верхнюю доску корпуса часов:
Вы также хотите отрегулировать свою полую формовочную плоскость. Небольшим молотком вы постукиваете по железу/лезвию вниз, чтобы сделать более агрессивный рез.
Если рез слишком агрессивный, то используйте деревянный молоток, чтобы постучать по задней части плоскости молдинга (по деревянному шпунту). Если вы хотите посмотреть наше полное обучающее видео, вы можете найти его здесь: «Как использовать антикварные лепные плоскости».
Создайте верстак своей мечты
Купите наш 7-часовой видеоролик о сборке верстака на DVD или загрузите его!
КУПИТЬ СЕЙЧАС
2. Удаление торцевых отходов с помощью домкрата
Перед использованием формовочного рубанка рекомендуется сначала удалить большую часть отходов с помощью домкрата. Рубанок с домкратом более агрессивен и удаляет отходы древесины намного быстрее, чем полой рубанок. Оставьте тонкую работу тонкому инструменту, а грубую работу грубому инструменту. На конце доски делайте почти полные проходы, останавливаясь перед тем, как подойти к концу доски. Почему? Потому что ты сдуешь конец. И подойди с противоположного конца, и направься к себе:
Затем продолжайте строгать вручную в обоих направлениях, пока не приблизитесь к линиям разметки. Мне нравится начинать с концов, а не с кромки, потому что, если я случайно вырву торцевое волокно, я все равно смогу спасти кусок, когда буду резать вдоль края или с длинным волокном.
Ye Olde Покрытие для дерева из пчелиного воска
Сделайте вашу мебель гладкой и шелковистой с нашим историческим покрытием из пчелиного воска!
КУПИТЬ
3. Уточнение профиля торцевых волокон с помощью полой плоскости
Теперь, когда вы удалили большую часть древесных отходов с помощью домкрата, вы можете перейти к использованию полой формовочной плоскости для очистки четвертькруглого профиля. Я обычно наношу немного воска или жира на дно полого рубанка, чтобы облегчить строгание торцевых волокон. Это уменьшает трение. Еще одна хитрость при ручном строгании торцевых волокон — протирание торцевых волокон денатурированным спиртом. Это, вероятно, не обязательно для этой операции, но может помочь.
Медленно обработайте полую плоскость вдоль чернового профиля, удерживая ее под разными углами, чтобы убедиться, что вы придали форму всему профилю. И точно так же, как при использовании домкрата, не заходите за край, а двигайтесь с обеих сторон, чтобы не выдуть торцевое волокно:
И как только вы приблизитесь к карандашным отметкам с полой плоскостью, остановитесь. Ниже вы можете увидеть, как красиво плоскость молдинга закругляет профиль. Конечно, нижняя часть профиля все еще немного плоская, но это исчезнет, когда вы вернетесь с мелкозернистой наждачной бумагой, чтобы сгладить весь профиль четверти круглой формы.
И помните, как я упоминал выше, если у вас нет полого деревянного рубанка, вы можете использовать блочный рубанок для создания профиля:
После того, как вы закончите первый конец, повторите все те же действия на другом конце доски: используйте рубанок для удаления грубых отходов древесины, а затем используйте рубанок или рубанок для уточнения профиля. После того, как оба конца будут обработаны, ваша доска будет выглядеть следующим образом:
4. Выровняйте вручную четвертькруглый профиль Edge Grain
шаг состоит в том, чтобы соединить эти два профиля, вручную обтачивая один и тот же профиль по кромке. Мне проще поместить доску в торцевые тиски верстака, а затем снова использовать домкрат для удаления отходов, вот так:
И так же, как с концами, используйте полую плоскость (или плоскость блока), чтобы уточнить профиль кромки, пока два угла не совпадут, и вы не встретитесь на карандашных отметках:
Конечно, вы бы сделайте другой край, если вы планировали сделать коробку, но так как эти часы будут стоять у стены, задний край доски не получит профиля. Последние три четверти круглых молдинговых профилей должны совпадать, чтобы выглядеть следующим образом:
Пожалуйста, не стесняйтесь оставлять комментарии ниже, чтобы поделиться любыми другими советами или задать любые вопросы!
Джошуа Фарнсворт3023-03-15T14:51:04-04:00Джошуа любит совмещать свою страсть к работе с деревом и способность преподавать в простой форме. Он живет на небольшой ферме в Эрлисвилле, штат Вирджиния, с женой и четырьмя детьми, занимается сборкой мебели и ведет уроки деревообработки в своей мастерской.
Использование симметрии для уменьшения размера модели
Одним из способов упростить и уменьшить размер конечно-элементной модели является использование любых симметрий, присутствующих в вашей модели. Создаете ли вы геометрию изначально в COMSOL Multiphysics 9?0204 ® или импортировать проект из внешнего файла, существуют стратегии моделирования, а также функции программного обеспечения, которые можно использовать, чтобы воспользоваться преимуществами такой симметрии. В этой статье мы объясним, как вы можете использовать преимущества симметрии в моделировании, чтобы уменьшить ее размер, и обсудим функциональные возможности программного обеспечения, которое позволит вам легко это сделать.
Преимущества
Уменьшение размера вашей модели выгодно из-за количества вычислительного времени и памяти, которые можно сэкономить при решении уравнений для вашей модели. Эта экономия может быть значительной при работе с большими моделями и мультифизическими моделями. Это также полезно независимо от фазы разработки модели, на которой вы сейчас работаете. Если вы начинаете модель с нуля, используя уменьшенную, упрощенную версию вашего проекта, вы можете потратить меньше времени на настройку и создание своей модели. и достигать результатов. Оттуда вы можете продолжать расширять область моделирования и увеличивать сложность.
Полная геометрия круглого радиатора с 8 ребрами в 3D. Геометрия верхней половины радиатора. Геометрия поперечного сечения верхней половины радиатора в 2D. Полная (слева), половина (в центре) и поперечное сечение (справа) геометрия радиатора. Симметрия, проявляющаяся в геометрии модели, используется для уменьшения расчетной области.
Если вы работаете с уже полностью построенной геометрией, уменьшение ее размера может помочь вам быстрее найти решения уравнений модели. Затем вы можете выполнить постобработку, чтобы визуализировать решение для всей геометрии модели. Кроме того, уменьшение размера модели позволяет быстрее выявлять и устранять любые ошибки в настройке модели.
Симметрия и упрощение геометрии
Используя симметрию в модели, вы можете уменьшить ее размер вдвое или более, что делает этот метод эффективным для решения больших моделей. Это относится к случаям, когда допущения моделирования геометрии и включают симметрию. Также может случиться так, что игнорирование или пропуск некоторых геометрических или других элементов моделирования позволит использовать дополнительную симметрию. Некоторыми распространенными типами симметрии являются осевая симметрия, а также симметричные и антисимметричные плоскости и линии. Моделирование с осевой симметрией, в частности, очень эффективно, но часто предполагает, что некоторыми особенностями моделирования можно пренебречь.
Геометрия фланца. Вместо моделирования всего фланца осесимметричный характер конструкции можно использовать для уменьшения размера модели на половину, четверть, восьмую часть и вплоть до поперечного сечения. Приведение к осевой симметрии справедливо, если можно предположить, что отверстия под болты не оказывают существенного влияния на решение.
Пример геометрии, демонстрирующей циклическую симметрию. Плоскости симметрии обозначены двумя серыми рабочими плоскостями.
Осевая симметрия
Осевая симметрия характерна для цилиндрических и аналогичных трехмерных геометрий. Если геометрия осесимметрична, изменения происходят только в радиальном (r) и вертикальном (z) направлениях, т. е. не в угловом () направлении. Затем вы можете решить 2D-задачу в плоскости rz вместо полной 3D-модели, что может сэкономить значительную вычислительную память и время. Большинство физических интерфейсов в COMSOL Multiphysics ® доступны в осесимметричных версиях и учитывают осевую симметрию. Кроме того, несколько интерфейсов допускают предполагаемую форму азимутального отклонения, в том числе:
- Поток жидкости , как в учебной модели «Завихрение потока вокруг вращающегося диска».
- Structural Mechanics , как в учебной модели Осесимметричный скручивание и изгиб
- Электромагнитные волны , как в учебной модели осесимметричного объемного резонатора
Плоскости и линии симметрии
Плоскости и линии симметрии распространены как в 2D, так и в 3D моделях. Симметрия означает, что модель идентична по обе стороны от разделительной линии или плоскости. Для скалярного поля нормальный поток равен нулю поперек линии симметрии. В строительной механике условия симметрии другие. Многие физические интерфейсы имеют условия симметрии, доступные непосредственно в качестве функций.
Полная прозрачная модель кожухотрубного теплообменника в 3D. Половина модели прозрачного кожухотрубного теплообменника в 3D. Геометрия учебной модели кожухотрубного теплообменника (слева). Конструкция и физика симметричны относительно плоскости XZ , , что позволяет нам упростить геометрию, удалив половину (справа).Чтобы воспользоваться преимуществами плоскостей и линий симметрии, вся геометрия, свойства материалов и граничные условия должны быть симметричными, а любые нагрузки или источники должны быть симметричными или антисимметричными. Затем можно построить модель симметричной части, которая может составлять половину, четверть или восьмую часть полной геометрии, и применить соответствующие граничные условия симметрии или антисимметрии.
Плоскости и линии антисимметрии
Плоскости и линии антисимметрии означают, что нагрузка модели противоположно сбалансирована по обе стороны от разделительной линии или плоскости. Для скалярного поля зависимая переменная равна 0 вдоль плоскости или линии антисимметрии. Приложения строительной механики имеют другие условия антисимметрии. Многие физические интерфейсы имеют условия симметрии, доступные непосредственно в качестве функций.
Полная трехмерная модель красного и серого магнитов. Четвертая часть красно-серого магнита в 3D. Геометрия учебной модели постоянного магнита с отображением цвета и текстуры материала (слева). Геометрия модели демонстрирует зеркальную симметрию вдоль XZ -плоскости , а также XY -плоскости, , в то время как магнитные поля модели антисимметричны, что позволяет нам удалить всю геометрию, кроме одной четверти ( верно).Функциональность для использования симметрии
Операции с разделами
Операции с разделами позволяют разделить любой геометрический объект, будь то объекты, домены, границы или ребра. Вы можете разделить свою геометрию, используя другой геометрический объект или рабочую плоскость, а затем использовать операцию Удалить для удаления ненужных объектов.
Уменьшение размера модели путем ее разделения с помощью рабочих плоскостей и демонстрация объекта с помощью геометрии учебной модели постоянного магнита.Операция “Поперечное сечение”
Операция “Поперечное сечение ” позволяет перейти от моделирования твердого тела к моделированию плоскости. Рабочая плоскость используется в сочетании с этой операцией для извлечения поперечного сечения из 3D-геометрии, которое можно использовать в компоненте 2D- или 2D-осесимметричной модели.
Поперечное сечение 3D-геометрии CAD для учебной модели трубопроводной арматуры извлечено для упрощенной осесимметричной 2D-версии.Операция проецирования
Операция Projection позволяет проецировать 3D-объекты для создания 2D-кривых. Геометрию можно спроецировать на рабочую плоскость в компоненте 3D-модели или в компоненте 2D-модели. Это полезно для сложной геометрии, так как вы можете указать, какие 3D-объекты (объекты, домены, границы, ребра, точки) вы хотите спроецировать в 2D. Это альтернатива тому, чтобы рабочая плоскость прорезала геометрию и весь геометрический объект, как это делается для поперечного сечения 9.0213 операция.
Несколько доменов выбираются из геометрии 3D-модели электродвигателя. Затем выбранная 3D-геометрия проецируется на рабочую плоскость.Физические особенности и граничные условия
Как отмечалось ранее, существует множество физических интерфейсов, доступных в двухмерных и двухмерных осесимметричных версиях. Кроме того, существует множество физических интерфейсов, которые имеют различные типы условий симметрии, доступные в качестве узлов физических объектов. К ним относятся 9Граничные условия 0212 Симметрия , Плоскость симметрии и Антисимметрия , а также другие типы граничных условий симметрии (например, Секторная симметрия ), которые позволяют указать плоскости симметрии или линии симметрии в вашей модели.
Граничное условие Symmetry , используемое в учебной модели кожухотрубного теплообменника.
Граничное условие Плоскость симметрии , которое используется в учебной модели постоянного магнита, где мы задаем антисимметрию магнитного поля. Есть также несколько других способов использования симметрии для упрощения моделирования магнитного поля.
Возможные ловушки для моделей строительной механики
В некоторых случаях результаты моделей строительной механики не являются чисто симметричными, даже если проблема может показаться таковой на первый взгляд. Следует отметить такие случаи, к которым относятся следующие:
- Собственные частоты в симметричных структурах могут быть как симметричными, так и антисимметричными. Вам нужно провести два исследования половины геометрии, по одному с каждым набором граничных условий, чтобы получить все собственные частоты. При наличии нескольких симметрий (например, при моделировании четверти конструкции) необходимо учитывать все перестановки граничных условий.
- В линеаризованном анализе потери устойчивости низшая форма потери устойчивости симметричной конструкции может быть как симметричной, так и антисимметричной (так же, как и вышеупомянутая точка).
- Осевая симметрия может использоваться только для нахождения осесимметричных собственных мод в случае анализа собственных значений (собственная частота или потеря устойчивости).
- Антисимметричные граничные условия , как правило, несовместимы с геометрически нелинейным анализом твердых тел, поскольку ограничение удаляет некоторые члены деформации, необходимые для описания конечного вращения в антисимметричном сечении.
Дальнейшее обучение
В блоге есть несколько сообщений, в которых обсуждается использование преимуществ симметрии в модели для различных областей применения.