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结构设计工程师的设计伴侣—SOLIDWORKS/SIMULATION

发布日期:2018-07-01 作者:baile100浏览次数:12
内容提要:SOLIDWORKS是许多结构设计工程师所用的结构设计软件,他们在结构设计完成以后,经常需要对结构进行有限元分析,以考察其强度和刚度性

SOLIDWORKS是许多结构设计工程师所用的结构设计软件,他们在结构设计完成以后,经常需要对结构进行有限元分析,以考察其强度和刚度性能。那么,对于他们而言,什么样的有限元软件是适合的呢?

笔者以为,对于使用SOLIDWORKS进行结构设计的工程师而言,最适合的有限元分析软件,是SOLIDWORKS/SIMULATION,它是SOLIDWORKS的一个插件。虽然市面上占主导地位的有限元软件有ABAQUS,NASTRAN,ANSYS,HYPERWORKS,但是对于结构设计工程师而言,他们并没有太多的精力去专门学习一款有限元软件,但是他们又的确经常需要对其设计的结构进行力学分析,此时,SOLIDWORKS/SIMULATION应该属于首选。

笔者之所以推荐使用SOLIDWORKS/SIMULATION,是基于下述理由:

第一,SOLLIDWORKS/SIMULATION与SOLIDWORKS是无缝集成的,学习起来十分方便。结构设计工程师在使用SOLLIDWORKS/SIMULATION时,就是在SOLIDWORKS环境下进行工作,只是多了几个按钮而已,而且这些按钮操作起来也十分简单。例如设置材料属性,确定边界条件,施加载荷等,非常容易理解。只是划分网格一步,才有一点有限元的味道,而在其它地方,使用者并没有使用有限元软件的感觉。这种平易近人的设计,使得结构设计工程师没有一点生疏的感觉,而是在自己十分熟悉的环境下工作,操作起来十分便利。下图是SOLIDWORKS/SIMULATION所提供的功能按钮。

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第二,SOLLIDWORKS/SIMULATION中简化模型十分方便。当我们在SOLIDWORKS中创建完几何模型后,如果我们使用的是其它有限元软件,例如HYPERWORKS,NASTRAN,ABAQUS,ANSYS等,我们还需要使用软件的模型简化功能,删除一些小倒角,去掉小孔,去掉一些小面,细长边等,这种操作十分耗费时间。但是如果在SOLLIDWORKS/SIMULATION中,则非常方便。此时我们只需要直接使用SOLLIDWORKS自身的功能,抑制一些不需要的特征即可。此外,对于杆件系统,在SOLIDWORKS中可以非常方便的直接得到杆件的端点而创建出梁单元,但是如果是把这种对象转入到其它有限元软件中,则杆件系统几乎需要重新建模,这会给建模带来较大的困难。

第三,SOLIDWORKS/SIMULATION中提供了丰富的辅助功能。它提供了一大堆工程中常用的材料库,而且还可以从网站上下载自己所需要的材料;它提供了常用的支撑方式和载荷,也提供了诸如螺栓,轴承,销连接,点焊等功能,以完成常用的连接。下图是它所提供的材料库。

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从图中可见,对于工程中常用的钢铁,铝合金,铜合金,塑料,橡胶,木材等,它都提供了有力的支持。

第四,它所提供的分析功能在一般情况下也是够用的。下图是它所提供的分析功能。

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从图中可以看出,它的确面对了最常用的需求,例如,做静力学分析,屈曲分析,疲劳分析,跌落测试等,这都是在工程中经常需要遇到的问题。

的确,SOLIDWORKS/SIMULATION也有它的局限性。例如它分析的物理场比较有限,它提供的单元也比较简单,网格划分功能并不强大,也不能对节点和单元进行直接的操作,其创建的有限元模型也不能导入到其它软件中进行分析,但是就一般使用而言,笔者以为是足够的。对于结构设计工程师而言,他们每天都在与零件设计打交道,他们不大可能对于自己设计的每一个零件,都交给专业的CAE工程师去做分析,也不大可能要求他们去专门花费时间学习专业有限元软件,而此时SOLIDWORKS /SIMULATION 就可以为他们提供最直接的,手边上的支持。他们只需要花费不到一个星期的时间,就可以比较娴熟的使用这款软件,从而随时都可以对自己设计的零件做分析,对零件的力学性能有一个大致的认识,从而随时修改设计。至于较大的装配体,才需要交给专业的CAE工程师去做分析,但是这种机会并不是很多。

总之,笔者以为,对于一般的SOLIDWORKS结构设计工程师而言,使用SOLIDWORKS/SIMULATION就很好,而不需要费心去学习专业CAE软件。当然,如果结构设计工程师有兴趣,有精力去学习专业CAE软件的话,那就另当别论了。

 
 
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