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【SimSolid Tips】看完這一篇,你便入了門!
2022.10.24

Altair SimSolid 入門篇

全面介紹了 Altair SimSolid 的功能優勢及應用支持,將從幾何導入、裝配體組件管理、求解設置、線性靜力學分析、模態分析等方面深入學習 SimSolid

 

界面

 

 

 幾何導入

 

界面左上角點擊 Project → Import from file 或者主工具欄第二個圖標

找到需要導入的幾何文件,點擊打開即可。目前支持的文件格式如下如圖所示:

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。

 

 裝配體組件查看&管理


基本操作:

鼠標左鍵=旋轉

鼠標右鍵=平移

中建滾輪=縮放

不習慣怎麼辦?點擊 setting → mouse setting 設置不同鼠標使用習慣。

在主工具欄中,下面這些功能用來以不同的方式查看模型:

 

選擇零部件

 

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。

 

 同樣在界面左側的項目樹里面,也可以點擊選擇各個零部件:展開 Assembly 即可

項目樹旁邊的按鈕,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。

若要自定義材料,工具欄選擇 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” 允許用戶自定義非線性材料的屬性,具體非線性的應用實例將在之後的【SimSolid小貼士】裡奉上。

 

 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俱。

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製網格尺寸和質量;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 裡面雙擊打開 Project Solution Settings 顯示如下對話框:

Max number of adaptive solutions :用來設置求解精度,默認是 3,數字越大精度越高,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。

 

 簡單線性靜力學分析

 

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,擁有多個拉桿做引體向上。

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 支持一鍵自動創建全部連接,在 Project Tree 點擊 Connections,然後點擊下方的圖標,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小貼士】裡出現。

 

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


施加約束。

 

在詳細設置工具欄裡麵點擊第一個圖標設置約束,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 圖標,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 右側工具欄中的此按鈕,選擇想要查看的結果類型。

例如我們查看位移:

小結語:

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。

 

 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。

 

總結:

 

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。

 

 

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