Tworzenie własnych programów za pomocą programowania tekstowego wymaga dogłębnej wiedzy i dużej zdolności abstrakcyjnego myślenia. Z tej bariery zdaje sobie sprawę zrozumiale tylko bardzo niewiele biur inżynierskich. Z tego powodu istnieją dodatkowe rozwiązania programowe, które udostępniają użytkownikowi środowisko programowania wizualnego.
W środowisku tym wybrane elementy języka programowania dostępne są w formie graficznych bloków funkcyjnych. Użytkownik musi je umieścić w logicznej kolejności, tak aby jego samodzielnie stworzone narzędzie mogło rozwiązać zadanie. Program Rhinoceros w połączeniu z zaimplementowanym środowiskiem programowania wizualnego Grasshopper oferuje dokładnie tę funkcjonalność. Poniżej przedstawione zostaną bliżej niektóre możliwości oraz współdziałanie z RFEM.
Rhino i Grasshopper
Grasshopper jest używany głównie do tworzenia algorytmów generatywnych. Pozwala to na znacznie łatwiejsze tworzenie szczególnie złożonych geometrii niż w tradycyjny sposób (modelowanie ręczne). Aktualny stan algorytmu jest przedstawiany w oknie graficznym Rhino. Ewentualne błędy są natychmiast widoczne.
Dzięki integracji parametrów model można dowolnie modyfikować, tak że za pomocą kilku kroków można wygenerować wiele wariantów do późniejszej analizy.
Rhino służy jednak nie tylko jako przeglądarka. Dzięki szerokiej gamie formatów importu istniejące geometrie mogą być wczytywane i przywoływane w Grasshopperze. Modyfikacje geometrii są uwzględniane bezpośrednio.
Interakcja między Grasshopperem a Dlubal
Grasshopper może być rozszerzany o wiele wtyczek. Te moduły dodatkowe obejmują wsparcie w modelowaniu, analizę konstrukcyjną oraz eksport danych do oprogramowania innych producentów. Mogą one w sposób interaktywny integrować się ze środowiskiem Grasshoppera. Istnieją również wtyczki do obsługi programów Dlubal. Można je pobrać albo tutaj, albo są one automatycznie aktywowane podczas instalacji RFEM i RSTAB:
To ostatnie dotyczy wtyczki własnej Dlubal. Za jej pomocą można przypisywać specyficzne dla statyki budowli informacje do linii i powierzchni w Grasshopperze i eksportować je do RFEM i RSTAB. Wtyczka w aktualnym stanie rozwoju jest odpowiednia dla użytkowników, którzy chcą zdobyć pierwsze doświadczenia we współpracy z Grasshopperem - przede wszystkim dlatego, że mimo wykorzystania technologii COM może być używana bez odpowiedniej licencji.
Kolejny dodatek do Grasshoppera został opracowany przez Diego Apellániza we współpracy z Bollinger+Grohmann. "Parametric FEM Toolbox" umożliwia dwukierunkową wymianę danych między RFEM a Grasshopperem. Pozwala to na eksport kompletnych modeli wraz z obciążeniem do RFEM i obliczenie ich. Wyniki mogą być następnie wczytywane do Grasshoppera.
Modele RFEM mogą być również częściowo lub całkowicie importowane do Grasshoppera. Na poniższej grafice importowana jest konstrukcja prętowa z RFEM do Grasshoppera, a następnie renderowana w Rhino.
Import może być również używany do parametryzacji konstrukcji RFEM. W tym celu komponenty posiadają funkcję Modify. Za pomocą komponentu eksportu podłączonego na wyjściu istniejący model RFEM może być modyfikowany poprzez zmianę parametrów Grasshoppera. Jeśli połączy się te możliwości dodatkowo z solverem genetycznym (Galapagos), można zautomatyzować złożone optymalizacje. Poniższy obrazek pokazuje fragment algorytmu, który w celu optymalizacji ciężaru samodzielnie modyfikuje wysokość i przekroje kratownicy - przy jednoczesnym spełnieniu wymaganych obliczeń.
Więcej informacji na temat tej wtyczki można znaleźć w odpowiednich plikach przykładowych lub w nagraniu webinaru opublikowanym na YouTube:
Wnioski
Za pomocą Grasshoppera, poprzez umieszczanie i łączenie bloków funkcyjnych (komponentów), można tworzyć własne algorytmy dostosowane specjalnie do danego zadania. Znajomość programowania, choć z pewnością pomocna, nie jest konieczna. Mocne strony leżą w generowaniu modeli, ale sięgają aż do optymalizacji konstrukcji w połączeniu z projektowaniem. Mnogość dodatkowych wtyczek ułatwia i rozszerza możliwości. Dlatego Dlubal Software postawił sobie za cel rozbudowę i optymalizację własnej wtyczki. W obecnych wersjach programów użytkownicy mają do dyspozycji przede wszystkim "Parametric FEM Toolbox" jako wydajne rozszerzenie.