SolidWorks Simulation入门教程:介绍有限元分析
对SolidWorks Simulation感兴趣但不知道从哪里开始?凭借如此广泛的设计分析解决方案,Simulation对于SolidWorks产品套件的新用户来说可能是一款令人生畏的产品。
我们就直接进入SolidWorks Simulation系列入门教程的第一部分。了解你现在可以多快地将Simulation运用到你的产品开发工作流程中。
接下来将介绍设置和运行FEA(有限元分析)研究的基础知识,也称为simulation(仿真模拟)。
传统的FEA软件错综复杂且难以使用,仅供最有经验的分析师使用。
SolidWorks Simulation不仅简单直观,而且还可以轻松处理复杂的仿真模拟。
但正如那句老话所说,胡乱输入则会胡乱输出(输出质量是由输入质量决定的)。因此了解基本概念以产生可靠数据则非常重要。该文将为那些刚接触计算机辅助工程的人提供基础知识,帮助你指明正确的方向,以成功完成你的第一个FEA项目。
我们将向你展示如何:
- 准备几何体
- 分配材料
- 分配固定装置和负载
- 如何对模型进行网格划分
- 如何解释结果
SolidWorks Simulation是一个虚拟测试环境,用于分析你的设计,评估其性能并做出决策以提高产品质量。但是它是如何实现这一目标呢?在后台,该软件采用了一种称为有限元分析(FEA)的数值技术。
FEA背后的概念是在20世纪40年代早期开发的,但是这种方法在20世纪80年代和90年代在台式计算机上实现时才变得更加主流。如今,FEA是一个功能强大的工具,被许多行业的设计师广泛使用。在他们在现实中提出真正的问题之前,它实际上用于解决结构、振动和热问题。
这有一个你可能不知道的有趣故事。每一个SolidWorks CAD都包含一个名为 SimulationXpress 的免费工具,可用于分析具有简单负载和支撑的单个实体部分。你可以通过导航到工具菜单,然后导航到Xpress产品来激活。
对于其他分析功能,SolidWorks提供三种仿真模拟软件包,旨在满足不同用户的需求:
Simulation Standard标准版用于零件和组件的结构,运动和疲劳分析。
Simulation Professional专业版增加了更多功能,包括频率,热,屈曲,跌落测试和优化研究。它还包括一整套生产力工具,使你可以更快地工作并获得准确性更高的结果。
最后,Simulation Premium白金版软件包还能够分析塑料和橡胶部件,金属成型操作,复合材料以及振动或振动结构等动态载荷。
无论所测试的具体设计如何,任何FEA研究的基本步骤基本都是相同的。
我们从几何模型开始。它可以是原生的SolidWorks零件,多体零件或装配体。它也可以是来自其他CAD软件的文件,甚至是中间格式,例如STEP,IGES或Parasolid。SolidWorks Simulation能够分析所有这些文件类型。
接下来,我们将材料分配给所有组件,定义作用于结构的载荷,并应用约束来描述它如何锚定或固定到位。
最后,我们通过将几何体分成更小更简单的实体(称为元素)来近似几何体。这个过程称为“网格化”,它可以由软件自动化。对于希望更好地控制网格划分过程的高级用户,可以使用内置工具进行额外的细化。
运行研究后,我们可以使用各种颜色图,图表,动画和报告查看结果。