本期我們將從幾何導入、裝配體元件管理、求解設置、線性靜力學分析、模態分析等方面深入學習SimSolid~

Part1:界面

具體每個按鈕的功能,請耐心往下看 😄

Part2:幾何導入

介面左上角點擊Project → Import from file 或者主工具列第二個圖示 👇

        

找到需要導入的幾何檔,點擊打開即可。目前支持的檔案格式如下如圖所示:

如果你用的是SolidWorks,可以直接將做好的模型一鍵提交到SimSolid求解:

 

建議直接使用實際可製造的幾何體,不需要簡化、刪除零件,同時建議不要合併零件。此外,STL一般應用於特殊形狀,如生物骨骼結構,格柵結構,拓撲優化形狀等。SimSolid不會直接導入CAD曲面或實體幾何體,而是在導入模型過程中使用更有效的小平面幾何替代。

由於SimSolid是根據表面曲率來確定零件面結構,因而使用STL模型可能會導致某些倒圓角區域特徵不能識別或者缺失。因此,建議使用CAD軟體自身格式的CAD幾何模型,而非STL格式模型。

 

導入幾何體之後,SimSolid會對模型進行檢查,如果發現了零件直接拿有重疊,會出現如下的提示:

同時出現重疊問題的零部件會被列舉並高亮顯示:

此處可以點擊close暫時關閉,可稍後在連接關係中處理。

Part3:装配體組件查看&管理

 
 
 

基本操作:

滑鼠左鍵=旋轉

滑鼠右鍵=平移

中建滾輪=縮放

 
 
 

不習慣怎麼辦?點擊setting → mouse setting 設置不同滑鼠使用習慣。

在主工具列中,下面這些功能用來以不同的方式查看模型:

    

 

框選局部放大

 

配合窗口大小显示整个模型

標準視圖(前後左右上下)

自訂視圖

自訂角度旋轉

不透明實體顯示

框線顯示

隨機顏色顯示

半透明顯示

切面顯示

半透明/實體顯示隱藏部件

顯示載荷

 

選擇零部件

 
 

左鍵按一下選擇單個零件,被選擇的零件變成黃色。

 

 

按住Ctrl,左鍵按一下選擇多個零件,被選擇的零件變成黃色。

 

框選:按住左鍵,從左上到右下拉出方框,局部在框內的零件都會被選中;從右下到左上拉出方框,只有完全在框內的零件會被選中。

 選擇好了要操作的零件,點擊右鍵,就可以對其進行隱藏、刪除、放大、賦予顏色、查看批註等操作。

 同樣在介面左側的專案樹裡面,也可以點擊選擇各個零部件:展開Assembly即可

專案樹旁邊的按鈕,用來給零部件賦予材料,默認材料庫裡面大多常見材料參數已經設置好了。

若要自訂材料,工具列選擇Settings → Material database,可以導入、新建材料庫,或者點擊Edit current ,在自帶的材料庫中添加材料、修改已有材料屬性或者通過csv導入材料。

在某個材料上點擊右鍵即可實現修改、複製、刪除等操作;在一個組的名稱上點右鍵,可以在這個組中添加新的材料。

“Stress-strain curve” 允許使用者自訂非線性材料的屬性,具體非線性的應用實例將在之後的【SimSolid訣竅】裡奉上。

Part4:求解設置

 
 
 

模型導入成功,那就要準備做個工況算算,看看結果怎樣,是騾子是馬拉出來遛遛~~好馬配好鞍,遛馬前要根據馬兒的體型選合適的馬具。

 
 
 

類似的,計算求解之前也要根據模型設置適當的參數。傳統有限元解法通過抽取中面、幾何簡化、選擇不同類型網格以及控制網格尺寸和品質;求解器也有很多參數設定、指定求解方法、設定求解容差等,以此來對求解問題做到最佳匹配。

在SimSolid裡面,求解過程不進行網格劃,是直接對幾何體進行特徵識別與評估,然後創建方程,求解,再進行誤差分析。因此SimSolid在求解前要進行針對幾何模型和求解精度的設定

在Project Tree裡面按兩下打開Project Solution Settings顯示如下對話方塊:

 

Max number of adaptive solutions用來設置求解精度,預設是3,數位越大精度越高,方程數量越多,因此求解時間就越長。一般數字每增加1,方程數量*2,求解時間在1.5-2倍之間。

Settings有兩個選項,可根據模型特點選擇是否勾選:

Adapt to features

 

適用於結構細節比較多的模型。

Adapt to thin solids

 

適用於薄壁件。

Part5:簡單線性靜力學分析

完成了設置,就來做個模型小試牛刀吧~

 

導入幾何模型 Pullup_bar.step,如果有彈窗提示暫且關閉;這是一個健身器械,擁有多個拉杆做引體向上。

 

在Assembly裡面看看這個模型所包含的零部件,共33個,之後點擊右側給所有零件賦予材料steel。

 

創建連接關係。

SimSolid支援一鍵自動創建全部連接,在Project Tree點擊Connections,然後點擊下方的圖示,可自動創建連接。

此操作可賦予狹縫Gap和重合Penetration分別1毫米的識別閾值,之後點擊OK即可一鍵創建雖有零件之間的連接關係。更多連接與接觸類型設置也會在後期的【SimSolid訣竅】裡出現。

 

創建分析工況:線性靜力分析(在工具列中選擇Structural Linear)。

 

施加約束。

在詳細設置工具列裡麵點擊第一個圖示設置約束,如下圖所示,點擊有螺絲孔的兩個平面即可添加到list中,點擊OK完成約束施加。

 

施加力。

如圖所示,點擊Force/Displacement圖示,之後類似地,點擊兩側的手柄,選中作為施加力的位置。然後定義裡的大小,此處施加-Z方向750N的力(一個成人的重力)。

 

提交計算。

點擊開始計算。大概十幾秒之後進度條走完,Project Tree最下面顯示Result,計算完成。

 

查看結果。

點擊Project Tree右側工具列中的此按鈕,選擇想要查看的結果類型。

例如我們查看位移:

點擊顯示最大最小值

設置放大比例

播放形變動畫

在書簽區點擊右示圖示,以將此結果視圖加入書簽欄。加入後在視圖上點擊右鍵即可對此結果進行保存(匯出為視頻或者圖片)、刪除、編輯等操作。

 

 

小結:

 

通過這個簡單的靜力學分析,大家就可以發現SimSolid的操作是如此簡單高效。這個模型包含了33個零部件,共70個接觸。如果使用傳統有限元分析,要逐一進行網格劃分,定義接觸,工作內容重複,工作量很大,並且需要一定的有限元經驗。

 

 

Part6:模態分析

做完了靜態分析,下面就做一個動態分析,我們就從模態分析入手。

 

導入文件 Crankshaft.step,可以看到汽車發動機上的曲軸。

 

材料賦予,在Project Tree 中點擊Assembly之後右側詳細設置欄第一個按鍵即為材料選擇。

 

選擇分析類型:Analysis Modal,之後設置模態求解數量。完成設置後點擊運行。

 

查看結果。

點擊Project Tree右側工具列中的此按鈕,查看結果:Displacement magnitude

在彈出的Frequency窗口中點擊想要查看的模態頻率。點擊相應按鈕查看形變位移,也可點擊播放動畫。

 

 

小結:

 

此處由於模型沒有任何約束因此模態分析的前六個是剛體模態。當然也可以根據實際情況施加約束,求解流程是相同的。對於複雜零件,可以適當增加solution pass數量以提高求解精度。具體精度對比分析將在下一期詳解。

 

 

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