有限元分析仿真 simulation ,solidworks,ansys

有限元分析仿真 simulation ,solidworks,ansys

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概述

 有限元分析属于前期电脑仿真,这是一个很棒的思路,很多设计做完以后,必须要生产成实物才能得到结果,往往有很多实验或数据,仅仅只需要一次,为了最终的结果,这个数据,专门搭建实体试验,会显得费时费力费成本,如果能在软件上进行模拟,结果一致,岂不美哉?

现实情况

 理想很美好,现实很骨感。我至少目前是这样认为的。
 要做到以上的预想,是存在一定困难的,对操作人员的要求极高:
1.要懂分析软件,比如:solidworks simulation,ansys
2.要懂行业设计知识,比如机械、液压、气动...
3.要懂实际的应用工况。
4.懂得一些参数化的转换,模型的优化处理
 说白了,软件虽然强大,但前提的条件参数设置,就让很多人头疼的,你确定输入的参数是准确、完整的吗?往往软件中途报错,有时候又会涉及冲突、干涉等问题,一步步排查...
 当你一步步做完以后,你确定你得出的结论是正确的吗?尤其是没有经验参考的时候,软件的结果,往往不敢拿来直接应用,只敢作为参考数据。
 软件仿真虽然有很多未知因素,但大方向总是正确的,我们在得出仿真结论以后,要频繁的和实体试验结果进行对比,然后进行仿真数据修正,迭代,最终就可以大胆的利用仿真结果。
 多啰嗦了两句,下面进入正文,仿真有很多种,就我涉及的仿真有结构强度仿真和流体仿真,分别对应的是solidworks simulation和Flow simulation.
 很多人一提到仿真软件,就会说ansys,我没用过ansys,据说很专业,但我想说的是,solidworks的仿真功能,已经完全能够满足我的需要,何必舍弃自己熟悉的软件,又去学习一个陌生的软件,人的精力是有限的,选择一个,把它学精,用好它。
有限元分析

正文

 关于solidworks simulation的视频教程,我大概搜索了一下,blibli、腾讯课堂有大把是教程,
建议去那上面学习,更专业一些。我这里只提一个基本的步骤和用法,给善于举一反三的你引进门。

1、首先,要打开分析的零件,请一定要设置材料,并且打开simulation插件。

有限元分析

2、点击右上角,建立新算例

有限元分析

3、选择静应力分析

 可以看出,分析的种类除了静应力还包含了热力、频率、屈曲、跌落测试、疲劳、压力容器。已经非常齐全,至少对我来说,完全满足我的工作需求。
有限元分析
 进来以后,右键连接,可以定义装配关系。
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4、在固定夹具中,选择固定几何体,我们选择需要固定的面。

有限元分析
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5、在外部载荷中,右键,施加力载荷。

有限元分析

6、选择需要作用力的面,并且定义力的大小和方向。

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7、选择网络,右键选择生成网格。

 为啥要生成网格,分析中,需要把零件划分成非常多的小块进行分析。
 注意:上面有个为网格化简化模型,这个会涉及模型的优化,往往有时候,模型中,很多特征,比如一些曲面、倒角,其实并不会影响我们关注的力学分析,这个时候,分析的时候,你应该删除掉这些特征,否则会极大的增大软件和计算机的计算量,也增大了出错的几率。这个就是模型优化,很有必要,好钢用在刀刃上,别让计算机做无用功,几分钟可以搞定的事情,你不优化,可能需要几十个小时或几天,电脑也卡的要死。
 我演示的模型比较简单,没有优化的必要性。
有限元分析

8、选择网格的大小和参数设置,我选择默认就好。

 你了解什么是网格,到这里,自然就知道是什么意思了,网格划分的越小,网格数就越多,分析的就越精确,这个需要自己来平衡,网格划分的太大,可能我们分析的点,就在一个网格中,这样不容易发现问题,但划分的太小,又可能卡的要死,问题已经浮现,没必要又划分很多小块。
 我这里只是演示,默认即可。
 很多时候,网格划分的时候,就很有可能报错,次数应该调整网格的参数和曲率的模式来解决问题,有的时候,零件过度位置,标准网格无法划分而出错。
有限元分析
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9、网格划分好以后,右键选择静应力分析,选择运行。

此时,开始进行计算和仿真。
有限元分析

10、运算完成以后,显示仿真结果。

 很多人看到仿真结果以后,有的模型变形严重,此时不要着急,关闭变形结果。
软件显示变形,有时候过于夸张,具体我们要分析数据。软件的变形仅仅是为了让我们更能发现问题,它是一种局势或偏向的表达,实际中,并不是会变形成这样。
有限元分析

11、学会看数据报告

 分析结果,要认真分析,软件给出了多种表达方式,一切以数据为准,不要被颜色所影响,这些都是可以灵活定义的,包括变形,这些仅仅是一种表达或显示方式,可以随意更改,很多人看到蓝色就认为安全,看到红色就认为危险。这样认为并不正确,再说一次:一起以数据为准。
有限元分析
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