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打造面向设计工程师的仿真软件(五)—SolidWorks Simulation分析类型多样性

编辑:谢连富 发表时间:2016-8-18 14:44:42 浏览次数:
 

Hello,大家好,前文打造面向设计工程师的仿真软件(四)给大家介绍了SolidWorks Simualtion分析软件可视化结果的丰富性,各位观众看后有没有被震撼到呢?现在,汉拓小编又给您分享该仿真软件能够分析的类型有哪些,也就是SolidWorks Simulation能解决各行各业中哪些方面的应用问题。企业解决了这些问题将会有利于减少设计错误、降低成本、提高性能、改进质量、帮助企业创造更好的产品。现在,我们拭目以待吧!

 

一、SolidWorks Simualtion静态力学分析

1.线性静应力分析

线性静应力分析是Simulation最基本也是最常用的分析类型,企业中的结构强度、刚度等分析验证问题就是通过该分析类型来解决的,该分析中我们经常关注的就是应力集中区域是否符合强度要求、零部件的安全系数分布等等,如下图。

 Simulation强度和寿命图解

图1 Simulation强度和寿命图解

 

2.设计优化

我们再设计某零件结构时,对于一些特定的尺寸特征,我们通常不知道那种方案最佳,通过设计优化,可以得到最佳的设计方案。优化设计通常可以结合以下目标使用:降低重量、控制尺寸、最大化应力、结合频率分析、在产品开发流程后期使用。如图2所示

Simualtion设计优化

图2 Simualtion设计优化

 

3.频率分析

其实,我们中学时代就已接触到了物理学中的“频率”这个概念,也知道了固有频率和共振的相关关系。频率在有些行业中,如吉他、音叉等,我们希望这些产品有着良好的共振行为,以便发出动听的旋律;而在另一些行业中,我们又希望工作的设备避免产生共振,以免引起由于振动而导致的设备损坏或者降低设备的使用精度等。通过频率分析,可以得到零部件的模态形式、基础频率、固有频率等。如图3


Simualtion的频率模态分析


图3 Simualtion的频率模态分析



4.屈曲分析

工程中经常会见到一些细长杆件受压类的例子,比如结构件受压、桌腿承载桌上的重物等。这种情形,细长杆件失效的模式通常不是材料的结构强度不够,而是在材料受到损坏前,结构由于受压,刚度减小而发生的结构不稳定。因此,屈曲是当一个设计在受力时无法承担变形而迅速崩溃。如图4

屈曲分析


图4屈曲分析

 

5.跌落测试

跌落分析是用来模拟物体高处坠落造成的冲击破坏,也可模拟物体以某一速度撞击刚体的情形。SolidWorks Simulation跌落模块主要分析产品在不同高度跌落时的冲击影响;冲击时的应力分析;装配体中的接触分析;跌落距离、力与碰撞角。如图5

相机跌落地面分析
图5相机跌落地面分析

 


6.疲劳分析

疲劳分析是用于分析反复加载和卸载载荷的情形,如自行车的踩踏板和曲臂的寿命问题。因此,疲劳分析应满足的要求是:1、部件的应力强度远远低于屈服强度2、事件循环次数通常图5相机外壳掉落地面冲击情况

达到1000000次以上。疲劳模块主要是用来考虑耐久性的产品设计、了解薄弱点、与优化功能结合进行优化设计等。如图6。

疲劳分析

图6疲劳分析

 

7.压力容器分析

容器类产品如锅炉、压力锅等会考虑该方面的问题,压力容器和疲劳分析一样,可以同时结合多种独立载荷情况来分析他们对产品的组合影响,如结合由恒载、活载、热载荷、地震载荷等多个静态应力结果来计算应力。这样子有助于设计师结合“ASME压力容积规范–应力线性化”,来对压力容器进行可靠性验证了。如图7

压力容器效应

图7压力容器效应

 

8.非线性分析

当分析的零部件产生大变形或者零部件的材质是非线性材料或者受到的载荷是非线性的话,采用静应力分析不能准确的模拟实际情况,这时,我们将会采用非线性模块进行模拟,该分析类型能够得到准确的跟实际情况相近的解。如图8.

塑料卡扣的大变形情况


图8塑料卡扣的大变形情况

 

9.动力学分析

动力学分析通常涉及到两个方面,一个是时间参数,一个是运动。SolidWorks Simualtion有好几种分析类型的动力学分析,如瞬态分析、谐波分析、随机振动等。他们主要确定时变载荷对设计的影响,如图9

电机振动

图9电机振动

 

二、SolidWorks Simualtion热力学分析

热分析

热分析是指通过虚拟模拟来得到设备及周围环境的温度场。通过温度分布的测定,可以解决过热现象。热分析的类型有热传导、热对流、热辐射的传热分析;稳态传热;热应变等。如图10。


图10热分析-电子元器件设备的散热情况

 

 

三、SolidWorks Simualtion动力学分析

动力学分析

动力学分析通常涉及到两个方面,一个是时间参数,一个是运动。SolidWorks Simualtion有好几种分析类型的动力学分析,如瞬态分析、谐波分析、随机振动等。他们主要确定时变载荷对设计的影响,如图11

动画工具
图11动画工具

 

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