Projektowanie parametryczne staje się coraz bardziej powszechne w branży budowlanej. Daje wiele możliwości integracji przepływu pracy w modelowaniu 3D i oprogramowaniu BIM. Oto link do poprzedniego artykułu o połączeniach Grasshopper z BIM – LINK. Nie jest to jednak tylko jedno z możliwych zastosowań podejścia parametrycznego w branży AEC. W tym poście przedstawię możliwości wykorzystania Grasshoppera do wygenerowania modelu konstrukcyjnego oraz wykonania analizy w różnych programach MES. Poniżej znajduje się lista różnych programów obliczeniowych, które mogą w pełni zintegrować MES z Grasshopperze.
Spis Treści
Zanim przejdziemy do listy połączeń Grasshoppera, powinniśmy odpowiedzieć sobie na dwa kluczowe pytania.
Pierwsze z nich
1. Dlaczego warto używać Rhino i Grasshoppera wewnątrz innego oprogramowania?
Przede wszystkim Grasshopper pozwala inżynierom wykorzystać pełną moc projektowania parametrycznego. Zadania, które wcześniej były niemożliwe do wykonania teraz stają się osiągalne. Inżynierowie mogą zautomatyzować powtarzalne zadania projektowe, budować niestandardowe przepływy pracy i obsługiwać złożone geometrie. Zasadniczo, nie można teraz powiedzieć – Przykro mi, ale nie można tego zrobić z powodu ograniczeń oprogramowania. Grasshopper znacznie rozszerza możliwości oprogramowania, a zamiast czekać latami na kolejną aktualizację lub nowe wydanie, możliwe jest stworzenie swojej własnej funkcji.
Technologia Rhino.Inside® pozwala
- Uruchomić Rhino i Grasshopper jako dodatek do innych aplikacji.
- Prowadzić aplikację hosta z definicjami Grasshoppera.
- Używać API hosta we wtyczce Grasshoppera i Rhino.
- Używać API Rhino we wtyczkach hosta.
- Tworzyć natywne obiekty w aplikacji hosta za pomocą Rhino i Grasshoppera.
2. Dlaczego warto używać Grasshoppera w połączeniu z oprogramowaniem MES?
Przede wszystkim to możliwość pracy ze złożoną geometrią konstrukcji i kształty obiektów, których wcześniej nie dało się modelować w oprogramowaniu analitycznym. Teraz możliwe jest modelowanie obiektów natywnych w tym oprogramowaniu i przygotowywanie modeli do przyszłych zmian.
Po drugie, kombinacje obciążeń i raporty projektowe można zautomatyzować. Projektant może w końcu zapomnieć o ręcznym wypełnianiu raportów i zmienianiu ich w kółko.
Po trzecie, elementy konstrukcji mogą być automatycznie generowane i aktualizowane na podstawie wartości parametrów. Daje to inżynierom możliwość bezproblemowego przechodzenia przez różne alternatywy projektowe. Jest to nowy proces projektowania zwany Value Engineering. Projektanci mogą łatwo testować rozwiązania, których w innym przypadku nie mieliby czasu na ich rozważenie.
Co więcej, jeśli dodatkowo połączy się możliwości parametryczne z silnikiem genetycznym (Galapagos/Octopus), złożone optymalizacje można zautomatyzować. Komputery mogą przejrzeć tysiące projektów i na podstawie wyników wybrać najbardziej optymalny, który odpowiada naszym wymaganiom. Projektanci mogą wybierać spośród kilku celów optymalizacji, takich jak: zużycie materiału, koszt lub wybrać najbardziej zrównoważone rozwiązanie.
Wiemy DLACZEGO.
Odpowiedzmy na następne pytanie:
Jakiego oprogramowania możemy użyć wraz z Grasshopperm?
Poniżej znajdziesz listę połączeń Grasshoppera z oprogramowaniem do analizy konstrukcji.
MES w Grasshopperze – Lista oprogramowania
3. Lista połączeń Grasshoppera z oprogramowaniem obliczeniowym
3.1. Grasshopper z SOFiSTiKiem
SOFiSTiK Grasshopper Toolkit gh_sofistik jest rozszerzeniem programu Grasshopper dostarczającym dedykowane komponenty pozwalające na dodawanie właściwości do analizy strukturalnej do geometrii Grasshoppera i konwertowanie tych informacji do plików wejściowych SOFiSTiK.
Grasshopper daje możliwość uproszczenia procesu tworzenia struktury i definiowania obciążeń. Zamiast trudnego tworzenia geometrii poprzez wprowadzanie wiersz po wierszu w edytorze tekstu lub przy użyciu SOFiPLUS(-X) (interfejs graficzny oparty na programie Autodesk Autocad), możliwe jest tworzenie i modyfikowanie danych w czasie rzeczywistym.
Wtyczka Sofistick do Grasshoppera udostępnia cztery grupy komponentów:
- General
Udostępnia komponent do uruchamiania obliczeń analitycznych bezpośrednio z Grasshopper, komponent do strumieniowego przesyłania danych tekstowych do plików *.dat lub komponent do globalnego dostosowywania ustawień wizualizacji. - Section
Zapewnia komponenty do tworzenia i przypisywania przekrojów SOFiSTiK z geometrii płaskiej, kontroli przekrojów i zapisywania tych informacji w plikach SOFiSTiK. - Structure
Elementy takie jak punkty, krzywe lub powierzchnie można przekształcić w punkty konstrukcyjne. W tej zakładce możliwe są połączenia sztywne i elastyczne pomiędzy tymi elementami konstrukcyjnymi. Następnie elementom można przypisać właściwości analityczne, takie jak materiał, przekrój, warunki brzegowe lub obciążenia. Ponadto konwertuje informacje strukturalne na dane wejściowe SOFiSTiKa, które można bezpośrednio przesyłać do projektu, gdzie przeprowadzana jest dalsza analiza i projektowanie konstrukcji. - Loads
Zawiera komponenty do dodawania obciążeń punktowych, linijowych i powierzchniowych. Jako dane wejściowe można użyć geometrii Grasshoppera i elementów konstrukcyjnych zdefiniowanych przez komponenty opisane wcześniej.
Najnowsze komponenty wraz z instrukcjami i przykładami znajdziesz na GitHub.
3.2. Grasshopper z FEM-Design
FEM-Design jest dostarczany z interfejsem programowania aplikacji (API), który można wykorzystać do projektowania parametrycznego i automatyzacji zadań. API dla FEM-Design opiera się na rozszerzalnym języku znaczników (XML) i pozwala użytkownikom FEM-Design komunikować się i wydawać polecenia w oprogramowaniu FEM-Design. W ten sposób powstały narzędzia dla Grasshoppera. Połączenie umożliwia przeprowadzanie iteracyjnych analiz i tworzenie zautomatyzowanych przepływów pracy.
Ten zestaw narzędzi zawiera mnóstwo funkcji do:
- Tworzenie obiektów FEM-Design (pręty, powłoki, pokrywy, obciążenia, podpory, zbrojenie itp.),
- Dołączanie obiektów do modeli FEM-Design,
- Uruchomianie analizy,
- Przeprowadzanie obliczeń projektowych (projektowanie żelbetowe, wymiarowanie stali, wymiarowanie drewna),
- Eksport wyników,
- Dokumentacja eksportowa
3.3. Grasshopper z SCIA Engineer
Nemetschek SCIA opracował nową technologię o nazwie SOI – Scia Open Interface. SCIA SOI to neutralna i niezależna biblioteka, która umożliwia programistom tworzenie własnych wtyczek niezależnie od Scia Engineer. Jedna z wtyczek nazywa się Koala. Wtyczka zapewnia połączenie na żywo między Grasshopper a SCIA Engineer do projektowania parametrycznego/generatywnego. Ten sposób pracy oferuje wydajny sposób projektowania struktur o powtarzalnych lub trudnych kształtach.
Jak działa to połączenie?
Grasshopper pobiera geometrię i tworzy XML SCIA Engineer z odpowiednimi danymi.
Wtyczka obsługuje:
- Odcinki proste, łuki okręgu z obrotem wiązki i warstwami
- Płaskie lub zakrzywione powierzchnie z 3 do 4 krawędziami
- Złożone powierzchnie płaskie, w tym złożone otwory
- Przegłuby
- Podpory węzłów, podpory krawędzi
- Obciążenia liniowe, luzy na powierzchniach
- Definicja rozmiaru siatki
- Tryb wsadowy: możliwość przeprowadzenia analizy i uzyskania wyników za pomocą „esa_xml.exe”
Link do Tutoriala
Ważen!
Koal nie jest oficjalnym oprogramowaniem SCIA i jest dostarczany bez żadnej gwarancji, więc zawsze weryfikuj importowane dane.
3.4. Grasshopper z Tekla Structural Designer
Połączenie Grasshopper-Tekla Structural Designer (GH-TSD) umożliwia algorytmiczne modelowanie dla Tekla Structural Designer (TSD) przy użyciu Rhino i Grasshoppera.
Jest to możliwe dzięki zestawowo komponentów Grasshoppera, które ładują się do interfejsu użytkownika i wchodzą w interakcję z Tekla Structural Designer. Te komponenty mogą tworzyć i aktualizować obiekty na żywo w TSD.
Komponenty TSD konwertują natywne obiekty geometrii Rhino/Grasshopper, takie jak linie i polilinie, na obiekty konstrukcyjne, takie jak belki, słupy i ściany w TSD.
Uwaga!
Upewnij się, że uruchamiasz TSD i otwierasz (nowy) dokument przed uruchomieniem Rhino/Grasshopper lub wstawieniem komponentów.
YouTube Wideo – LINK
3.5. Grasshopper z Karamba3D
Karamba3D to interaktywny, parametryczny program elementów skończonych. W przeciwieństwie do innych wymienionych programów, Karamba3D jest wtyczką do Grasshoppera. Pozwala na analizę reakcji trójwymiarowych konstrukcji belek i powłok na dowolne obciążenia.
Plugin został opracowany przez Clemensa Preisingera we współpracy z Bollinger und Grohmann ZTGmbH w Wiedniu. Karamba3D jest w pełni osadzona w parametrycznym środowisku projektowym Grasshoppera.
Karamba3D może być używany na etapach projektowania schematów i opracowywania projektu do wykonywania szybkich, interaktywnych analiz różnych opcji projektowych.
Uwaga!
Karamba3D ma wiele funkcji, które oferuje większość programów MES. Nie powinien jednak działać jako zamiennik jakiegokolwiek zaawansowanego oprogramowania. Szczegółowe fazy projektowania należy obliczyć w bardziej zaawansowanym oprogramowaniu.
3.6. Grasshopper z Idea StatiCa
KarambaIDEA to wtyczka typu open source Grasshopper, która łączy Karamba3D (wspomniany powyżej) z IDEA StatiCa.
Wtyczka KarambaIDEA została opracowana w ramach projektu badawczego SMARTconnection i wprowadzona na webinarze w lipcu 2020 roku. Więcej informacji o projekcie badawczym można znaleźć
KarambaIDEA ułatwia interakcję z IDEA StatiCa, umożliwiając włączenie wspólnych analiz do parametrycznego przepływu pracy oraz poprawę wykonalności i możliwości wykonania projektu. Szczegółowe atrybuty i informacje o siłach i połączeniach można przenieść do IDEA Statica Connection w celu dalszej analizy na bardziej szczegółowym poziomie. Metody te pokazują, że analizę połączeń stalowych można przeprowadzić inteligentnie i automatycznie.
Podejście parametryczne pomaga przeprowadzać analizy konstrukcji stalowych zarówno na poziomie globalnym, jak i szczegółowym gdzie optymalizować koszty. Ostatecznym celem jest dokonanie porównań kosztów pomiędzy wariantami wytworzonymi przez model parametryczny.
LINK DO POBRANIA
MES w Grasshopperze – Lista oprogramowania
3.7. Grasshopper z Dlubal
Kolejna wtyczka do Grasshoppera został opracowana przez Diego Apellániz we współpracy z Bollinger+Grohmann. „Parametric FEM Toolbox” umożliwia dwukierunkową wymianę danych między programem RFEM a Grasshopper. Umożliwi to wyeksportowanie kompletnych modeli, w tym obciążenia, do programu RFEM w celu obliczeń. Wyniki można później zaimportować do Grasshoppera.
Modele RFEM można również częściowo lub całkowicie importować do Grasshoppera. Na poniższej grafice struktura pręta z programu RFEM jest importowana do Grasshopper, a następnie renderowana w Rhino.
Import można również wykorzystać do parametryzacji struktur RFEM. Komponenty mają w tym celu funkcję Modyfikuj. Istniejący model programu RFEM można modyfikować, zmieniając parametry Grasshoppera za pomocą komponentu eksportu niższego szczebla.
Główne narzędzia:
- Importowanie danych z Grasshoppera do programu RFEM: dane modelu, obciążenia, przypadki obciążeń, kombinacje obciążeń itp.
- Importowanie danych z programu RFEM do Grasshopper
- Uruchomianie obliczenń strukturalnych z Grasshopperem.
- Wizualizuja modeli RFEM w Rhino
Uwaga!
Aby korzystać z tej wtyczki, wymagane jest zainstalowanie programu Dlubal RFEM z aktywnymi licencjami RFEM i RFCOM. Pobierz tutaj LINK
3.8. Grasshopper z Oasys
Interfejs programistyczny GSA (tj. interfejs COM) może być używany do sterowania GSA, z arkusza kalkulacyjnego lub innego zdalnego programu. Typowym zastosowaniem jest to, gdy chcesz przeprowadzić optymalizację strukturalną w arkuszu kalkulacyjnym.
GSA-Grasshopper to wtyczka do połączenia Grasshopper Oasys GSA .NET API . Wtyczka pozwala użytkownikom Grasshopper bezproblemowo tworzyć, edytować i analizować modele GSA.
3.9. Grasshopper z Scan&Solve Pro
Wtyczka Scan&Solve™ została opracowana przez Intact Solutions dla Rhinoceros© w celu przeprowadzenia liniowej analizy statycznej (strukturalnej) modeli brył skonstruowanych lub zaimportowanych do Rhino. Scan&Solve™ to metoda analizy elementów skończonych bez siatki, oparta na opatentowanej technologii.
Integracja z Rhino jest kompletna i bezproblemowa: nie jest potrzebna tworzenie połączeń tworzenia ani przetwarzania (siatkowanie, uproszczenie itp.). Nie jest wymagana żadna wiedza na temat analizy lub elementów skończonych.
Scan&Solve Pro jest zbudowany na opatentowanej technologii bez siatki, która uwalnia analizę elementów skończonych (MES) od zależności i ograniczeń siatki. Istotną cechą tej technologii jest oddzielna obsługa i sterowanie geometrycznymi i fizycznymi modelami obliczeniowymi, które są płynnie łączone w czasie wykonywania rozwiązania.
Zaletami tego podejścia są elastyczność w obsłudze błędów geometrycznych, złożonych warunków brzegowych i interfejsów, przy jednoczesnym zachowaniu większości zalet klasycznej analizy elementów skończonych.
Uwaga!
Używając wtyczki Scan and Solve dla Rhino, możesz przeprowadzić test warunków skrajnych geometrii Rhino. Geometria musi być bryłą, więc przed uruchomieniem analizy upewnij się, że wszystkie części zostały połączone w jedną bryłę BooleanUnion LINK
3.10. Grasshopper z Consteel
Wtyczka Pangolin służy do połączenia oprogramowania Consteel z Grasshopperem. Dzięki niemu inżynierowie mogą tworzyć złożone definicje stalowych modeli konstrukcyjnych. Modele mogą zawierać detale, takie jak skosy belek, wysoce konfigurowalne kształtowniki formowane na zimno z usztywnieniami, obciążenia powierzchniowe z powierzchniami przenoszenia obciążenia rozkładającymi je na belki, kombinacje obciążeń składające się z obciążeń w przypadkach obciążeń i tak dalej.
Utworzony model można następnie zapisać jako plik do późniejszego wykorzystania lub przesłać bezpośrednio do Consteel przez komponenty w celu analizy z wykorzystaniem unikalnych obliczeń Consteel.
Wtyczkę można uruchomić bez obecności Consteel, bezpłatnie, w tym zapisywać pliki eksportu do późniejszego użycia. Consteel jest potrzebny tylko do przeprowadzenia analizy i projektowania modelu.
Aktualnie obsługiwane obiekty:
- Geometria: linie, łuki, wielokąty
- Elementy konstrukcyjne: belki, płyty, podpory, korpusy sztywne, membrany, elementy łączące, skosy
- Przekroje: ponad 7000 predefiniowanych z banku profili Consteel lub niestandardowe zdefiniowane przez makra przekroju, w tym przekroje formowane na zimno z obsługą definicji usztywnień
- Niestandardowe atrybuty konstrukcyjne: model sztywności zwalniania, model podpory, właściwości materiału
- Obciążenia: węzłowe, liniowe, równomierne i liniowo zmieniające się obciążenia powierzchniowe
- Konfiguracja obciążeń: kombinacje obciążeń, grupy obciążeń, przypadki obciążeń, powierzchnie przenoszenia obciążeń
- Organizacja: warstwy i grupy strukturalne
I.O. : Załaduj z pliku, załaduj z Consteel, zapisz do pliku lub Consteel
Uwaga!
Wyeksportowany plik można przesłać do rozwiązania w chmurze Steelspace w celu przeglądania, udostępniania i obliczeń online.
Zobacz blog wraz z podstawowymi informacjami użytkowania LINK
MES w Grasshopperze – The software listLista oprogramowania
3.11. Grasshopper z Autodesk Robot
Istnieje kilka sposobów na połączenie Grasshoppera z Autodesk Robot. Jednym z nich jest wtyczka JumpingFrog|Robot.
JumpingFrog|Robot to wtyczka Grasshopper, która zapewnia płynną interakcję między Grasshopperem i Autodesk Robot Structural Analysis. Możesz teraz importować, eksportować i manipulować modelami konstrukcyjnymi z Robot Structural Analysis za pomocą suwaków z Grasshoppera.
Twórz parametryczne modele obliczeniowe w prostym przepływie pracy, tworząc obiekty ze wszystkimi ich atrybutami (podpory węzłów, przekroje prętów). Zastosuj dowolny rodzaj obciążenia i możesz zbudować model w Robocie, rozpocząć obliczenia i bezpośrednio pobrać wyniki w Grasshopper w celu inteligentnego przetwarzania.
Możesz również zaimportować cały model Robot Structural Analysis w Grasshopperz, aby móc go następnie modyfikować, eksportować do innego oprogramowania CAD, a nawet przetwarzać geometrię w Rhinoceros
Salamander Plug-in Pobierz
3.12. Grasshopper z Etabs and SAP2000
Istnieje kilka opcji podłączenia tcyh oprogramowań. Poniżej znajdziesz dwa.
Pierwszym z nich jest Geometry GYM. Wspomniałem o tym na kolejnej liście połączeń Grasshoppera z oprogramowaniem BIM. Zobacz artykuł.
Wtyczki do analizy strukturalnej Geometry Gym dla Rhino i Grasshopper zapewniają wydajny sposób modelowania, ustawiania danych kombinacji obciążeń i obciążeń, wykonując operacje zdalnej analizy, odczytując wyniki i automatyzując cały proces projektowania konstrukcji.
GeometryGym zapewnia import i eksport komponentów do panelu Karamba3D, aby importować istniejące modele analizy strukturalnej (tj. Etabs, Robot, SAP2000, GSA itp.) do modelu Karamba3D i eksportować z trybu Karamba3D do większości programów do analizy strukturalnej, a także IFC .
Drugą opcją jest użycie wtyczki Salamander, która ma więcej opcji łączenia, w tym do programu Robot jak wspomniałem wyżej. Dane można wyeksportować do kilku różnych pakietów MES, takich jak , Oasys GSA i ETABS w celu dalszej analizy.
Salamander (Structural Analysis Link And MANager for Data Entry & Retrieval) obsługuje węzły strukturalne, elementy, sekcje itd. w Rhino i pozwala na ich tworzenie i modyfikowanie jak każdy inny typ danych.
3.13. Grasshopper z Alpacka4D
Alpaca4d to wtyczka Grasshopper, która została opracowana na bazie OpenSees. Pozwala analizować elementy belek, powłok za pomocą analizy statycznej, modalnej i ruchu gruntu Alpaca4D jest obecnie opracowywana przez Marco Pellegrino i wcześniej wspomagana przez Domenico Gaudioso.
Alpaca4d ułatwia interakcję z OpenSees, umożliwiając modelowanie złożonych geometrii w ramach parametrycznego przepływu pracy i skracając czas spędzony na modelowaniu. Główną ideą Alpaca4d jest zapewnienie wydajnego i łatwego sposobu korzystania z OpenSees bez pisania jakiejkolwiek linii kodu. Biblioteka jest używana głównie przez naukowców i środowisko akademickie ze względu na nieprzyjazny interfejs użytkownika, nawet komponenty matematyczne w bibliotece podstawowej jest bardzo wyrafinowana. Uważa się, że więcej użytkowników będzie mogło wykonywać analizy strukturalne za pomocą Opensees w środowisku parametrycznym, takim jak Grasshopper.
Uwaga!
Narzędzie jest wciąż na wczesnym etapie i będzie ulepszane w przyszłości.
3.14. Grasshopper with Kiwi3D
Kiwi!3D umożliwia integrację analizy izogeometrycznej (IGA). Szczególna cecha IGA polega na wykorzystaniu niejednorodnych wymiernych splajnów B (NURBS) jako funkcji bazowych dla elementów skończonych. Dzięki temu pozwala na uruchamianie symulacji bezpośrednio na NURBS bez konieczności tworzenia siatki.
Kiwi!3D zawiera rożne elemęty: izogeometryczną powłokę, membranę, belkę i kabel. Jest w stanie obsługiwać przycięte powierzchnie, a także sprzężone kable. Można uruchamiać zarówno liniowe, jak i geometrycznie nieliniowe zadania analizy strukturalnej. Zawiera również Form Finding dla struktur rozciąganych.
Aby uzyskać więcej informacji, również na temat teorii IGA, a także samouczków online, odwiedź stronę internetową: kiwi3d.com
Masz jakieś pytania odnośnie Grasshoppera albo Rhino?
Napisz do mnie [email protected]
Zawsze odpowiadam !!
Czy masz swoje ulubione triki dotyczące Rhino?
Napisz w komentarzach poniżej, jakich Trików w Rhino używasz podczas pracy z Grasshopperem.
Sprawdź więcej moich artykułów o Grasshopperze:
Grasshopper z programami do wizualizacji
BIM w Grasshopperze – kompletna lista pluginów
Jak używać masek w Grasshopperze?
Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji o Grasshopper ze i nauczyć się modelowania parametrycznego, pobierz bezpłatny przewodnik – Pobierz bezpłatnie
Rhino możesz pobrać ze strony producenta – LINK
