Altair SimSolid 不需網格劃分快速設計分析
現代建築設計與工程的關鍵在於把控立面系統的作用。立面系統能夠在很大程度上提高建築物的能源性能、節省運營成本並為居住者改善舒適度。在早期設計階段，工程師不僅必須要考慮每個建築組成部分的結構完整性以及彼此之間的相互作用，還要考慮其抵禦惡劣天氣與極端溫度條件的能力。
模擬技術可以幫助設計師構建外形流暢、設計精密的輕量化大型結構，在滿足項目能源與成本要求的同時，為建築內部提供一定保護。為實現這些目標，立面系統（也稱為幕牆）的設計不僅要能夠將風荷載等外部荷載傳遞至建築物本身，同時還要設法利用鋁合金、不銹鋼、複合材料、玻璃等材料來打造一個輕量化系統。
在模擬過程中，考慮這些幕牆的每種建築物所處的特定天氣情況是必須的，但這無疑加大了幕牆工程師的工作難度。這需要運行多次模擬分析，考慮例如滲水、熱管理、地震荷載以及其他天氣相關荷載。建築結構上的立面模塊通常會在幕牆系統中多次重現，因此對其進行材料、抗性和耐久性方面的優化至關重要。
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開展設計分析
利用 Altair ® SimSolid ® 的結構分析功能，Ponzio Aluminum 對其自有的立面模塊進行了力學分析，以此確定該設計在暴風雨期間能否滿足關鍵安全要求。工程師還需要確定，由風壓引發的遮陽板偏轉是否會導致雨水滲入設計模塊內部。
Ponzio 是一家專門從事鋁材表面處理的公司，由 Giuseppe Ponzio 於1941 年創立。歷經四代人近70 年的努力經營，該公司的業務經過長期發展，現已涵蓋平開窗與推拉窗系統、幕牆及框架鋁型材配件的設計與製造等諸多領域。該公司始終堅持不斷整合最新的現代技術並豐富公司的標誌性表面處理產品系列，從而奠定了其在鋁材行業中的重要地位與影響力。
Ponzio 採用了五步法工作流程：
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導入具有豐富細節的 3D CAD，不進行簡化
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創建接觸對並指定材料和邊界條件（動力學約束和荷載）
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執行線性分析以對模型進行驗證
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指定非線性接觸對並進行非線性分析
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檢查結果以確認應力和最大允許間隙
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該立面模塊由兩塊玻璃板、一個框架和三個遮陽板組成。由於 SimSolid 支持任何階段或格式的 CAD 模型，因此導入的 CAD 幾何結構具有非常豐富的細節。SimSolid 可兼容不精確幾何結構，這意味著與 CAD 嵌入式模擬工具不同，SimSolid 在分析設計之前無需對複雜幾何結構進行簡化。
下圖顯示了該模塊的組成部分，按材料類型（鋼材、塑料、鋁材和橡膠）區分。
導入 CAD 時，SimSolid 會自動識別緊固件以及擠壓件和板材。這會大幅改善連接質量、加快建模速度並提升解算性能。
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每一種材料均被賦予了相應的力學性能，以解釋其在分析中對剛度的貢獻。
SimSolid 支持結構模擬中的所有連接類型。在此分析中，連接會在各零件之間自動分配。軟體的自動檢測功能可實現零件之間的間隙與穿透檢測，同時用戶可以確定每個連接的精細化程度。
更為簡便的是，SimSolid 被設計為求解時間僅需幾分鐘到幾秒鐘，並且在處理大型複雜裝配體時精度完全正確，因此可以輕鬆地將模型的細節添加到幾何結構中。在下列圖片中，分析中涉及的連接點均標記為紅色。
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完成建模並確定接觸點後，對風荷載進行設置，以便了解設計是否考慮了雨水滲透。對應風速為 150 km/h 的風荷載以均佈壓力的方式施加在遮陽板的外表面加。
在添加動力學邊界條件以約束錨板後，團隊便能夠進行首次線性分析。
正如預期的那樣，主要變形發生在作為懸臂的遮陽板上。可以在 SimSolid 中對應力進行研究，但團隊的目的是要了解這種由風雨共同作用而引起的壓力是否會讓雨水進入結構內部。
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在線性分析過程中，SimSolid 檢測到模型中的橡膠部件在牽引力的作用下會發生分離，因此對其進行了非線性分析，以進一步研究其連接關係。
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在 SimSolid 中，可以非常容易地從線性分析切換到非線性分析，因此在這種情況下，橡膠部件和豎框之間的接觸點更新為“分離”接觸點（右側圖像中的綠點）。
開展設計分析
新分析結果表明，接觸點的最大開口值不足 0.03 毫米。SimSolid 的結構分析功能加上較為完整的分析結果證明，該系統即使在經歷極端暴雨事件時也能夠防止雨水滲透。
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鑑於部件的裝配方式，遮陽板採用 Ponzio 專門設計的特殊支架進行連接，而不是直接用螺栓固定在豎框上。部件上出現的應力峰值可控制在安全限度內。Ponzio 團隊通過比較設計場景並根據雨水滲透分析調整模型的幾何結構，最終成功優化了其設計結構。
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對設計師和工程師來說，SimSolid 可有效分析立面模塊的性能，同時還能夠加快設計過程。SimSolid 還可用於對建築物性能進行最終驗證檢查。該軟體消除了傳統結構模擬中最耗時、最專業且最易出錯的兩項任務——幾何準備和網格劃分，因此建築設計師能夠獲得更大的自由度，既可在建築初步設計階段專注於關鍵設計元素及分析結果，也可以在後續工作階段中將其作為驗證方法加以運用。
此外，還有其他建築、工程和施工 (AEC) 解決方案可幫助工程師進一步探索相應的中間建築設計階段，以滿足針對特定地理區域的結構分析與設計要求。
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