SOLIDWORKS Simulation использует анализ методом конечных элементов (МКЭ) для виртуального тестирования CAD-моделей и прогнозирования поведения изделий в реальной эксплуатации. С помощью этого решения можно проводить линейный статический, нелинейный статический и динамический анализ. Оно поставляется в трех комплектациях: Simulation Standard, Simulation Professional и Simulation Premium. Каждая комплектация более высокого уровня содержит удобные в использовании дополнительные функции, которые расширяют круг решаемых задач.
Возможности и преимущества
- Быстрый расчет множества характеристик изделия.
- Сокращение цикла разработки благодаря оптимизации конструкторских решений.
- Определение запаса прочности, усталостных напряжений и других параметров на ранних стадиях процесса.
- Сокращение расходов на материалы. SOLIDWORKS Simulation помогает выявить и исключить конструктивные элементы, применение которых не оправдано.
- Оптимизация затратных процессов испытаний и сертификации благодаря предварительному виртуальному тестированию и доработке изделия по его результатам.
SOLIDWORKS Simulation Standard
SOLIDWORKS Simulation Standard предоставляет конструкторам интуитивную среду виртуального тестирования, в которой проводятся линейный статический, динамический и усталостный анализ. В статических задачах (функция Static Study) подразумевается, что материалы обладают упругими и линейными свойствами, а все нагрузки и закрепления — статические,
Усталостный анализ посвящен определению многоцикловой усталостной прочности компонентов, подвергающихся различным переменным нагрузкам, пиковые значения которых ниже предела текучести материала. Места и временные отметки разрушения определяются методом накопления повреждений. Функции Trend Tracker и Design Insight Plot подсказывают специалистам, какие изменения в конструкции будут наиболее оптимальными. Динамический анализ выполняется с помощью инструмента, исследующего кинематику и динамику жестких тел. В нем определяются скорости, ускорения и перемещения изделия под рабочими нагрузками. Кроме того, у инженеров есть возможность рассчитывать энергетические потребности изделий с учетом пружинных и демпферных эффектов. По завершении динамического анализа нагрузки, действующие на компоненты извне и в соединениях, могут быть сохранены и использованы в функциях линейного анализа для полноты картины.
В SOLIDWORKS Simulation Standard реализован комплексный инженерный подход, помогающий специалистам убедиться в правильности функционирования изделия и соблюдении требований по долговечности.
SOLIDWORKS Simulation Professional
SOLIDWORKS Simulation Professional содержит мощные, удобные в использовании средства комплексного физического анализа. Для того чтобы в расчетах напряжений учитывался эффект теплового расширения материала, в исходные данные для линейного статического анализа добавляется распределение температур, полученное при статических или переходных тепловых расчетах. Если изделие в процессе эксплуатации подвергается вибрации, настоятельно рекомендуется выполнить частотный анализ, который выявит собственные частоты и поможет принять меры для того, чтобы изделие не входило в резонанс, резко снижающий его долговечность.
Анализ возможных вариантов реализован в SOLIDWORKS Simulation Professional как задача параметрической оптимизации. Пользователи варьируют параметры модели, материалы, нагрузки и удерживающие усилия, чтобы выявить, какая конструкция окажется наиболее оптимальной и надежной. Чрезмерно тонкие компоненты, к которым приложена нагрузка в своей плоскости, могут потерять устойчивость, даже если величина нагрузки намного меньше предела текучести; такое их состояние выявляется при решении задачи прогиба. Для обеспечения надежности сосудов высокого давления существует функция, которая формирует сводку приведенных к линейному виду напряжений, обусловленных давлениями и нагрузками в трубопроводной системе. Решая топологическую задачу, инженеры подбирают конструкцию, обладающую наименьшей массой, но одновременно и достаточной прочностью под линейной упругой статической нагрузкой. SOLIDWORKS Simulation Professional помогает инженерам разрабатывать современные инновационные изделия, обладающие необходимой прочностью, надежностью и долговечностью.
SOLIDWORKS Simulation Premium
SOLIDWORKS Simulation Premium позволяет решать три типа сложных задач: нелинейные статические, нелинейные динамические и линейные динамические. Линейные динамические задачи основываются на результатах частотного анализа и заключаются в определении напряжений при вибрационных нагрузках. Инженеры получают информацию о воздействии динамических (в том числе ударных) нагрузок и могут даже исследовать реакцию линейных упругих материалов на землетрясения.
Средства нелинейного анализа предоставляют инженерам сведения о поведении изделий из различных материалов: металла, резины, пластмасс
В нелинейных статических задачах подразумевается, что конструкция подвергается статическим нагрузкам, которые могут действовать на нее с заданной очередностью. Учет материалов в модели позволяет определять остаточные деформации и напряжения, возникающие из-за повышенных нагрузок, а также моделировать пружины и зажимные приспособления.
В нелинейных динамических задачах в расчет принимаются действующие в реальном времени переменные нагрузки. К возможностям нелинейного статического анализа здесь добавляется расчет эффекта от ударных воздействий.
SOLIDWORKS Simulation Premium позволяет инженерам исследовать реальное поведение изделий, не прибегая к каким-либо упрощениям.
Функциональные возможности
Некоторые из описанных возможностей могут присутствовать не во всех комплектациях SOLIDWORKS Simulation или быть реализованными в ограниченном виде.
Взаимодействие со средствами проектирования SOLIDWORKS
- Работа в среде SOLIDWORKS 3D CAD
- Поддержка конфигураций и материалов SOLIDWORKS
- Справочная система, документация и база знаний
- Запись макросов и интерфейсы прикладного программирования (API)
Результаты и постпроцессинг
- Наложение результатов расчетов на графику SOLIDWORKS
- Расчет напряжений, сдвигов, деформаций и прочностных характеристик
- Расчет сил реакции и моментов
- Графическое представление результатов: изолинии, изоповерхности, поверхности, сечения
- Анимация результатов
- Измерительный инструмент
- Сравнение результатов
- Выявление максимумов напряжений
- Решение уравнений
- Настраиваемые сводные отчеты
- Вывод результатов из SOLIDWORKS Simulation в eDrawings
Анализ методом конечных элементов
- Анализ однотельных и многотельных деталей
- Анализ сборок
- Моделирование тел, оболочек и балок
- 3D- и 2D-анализ
- Адаптивные элементы типов H и P
- Возможности управления сеткой
- Субмоделирование
- Распределенный анализ
Типы анализа
- Линейный статический анализ
- Усталостный анализ
- Частотный анализ
- Анализ линейных прогибов
- Линейный тепловой расчет
- Параметрическая оптимизация
- Топологические задачи
- Испытания на падение
- Моделирование сосудов высокого давления
- Временной кинематический анализ
- Событийный кинематический анализ
- Линейный динамический анализ
- Нелинейный статический анализ
- Нелинейный динамический анализ
Условия касания
- Контакты с трением, скольжением и натягом
- Самокасание
- Контактное тепловое сопротивление
- Изолированный контакт
Соединительные элементы
- Болты, пружины, штифты, упругие опоры, подшипники
- Проверка соединителей на безопасность
- Торцевые и точечные сварные швы
Нагрузки и граничные условия
- Поддержка декартовых, цилиндрических и сферических систем координат
- Крепления для задания нулевых и ненулевых смещений
- Нагрузки на конструкцию
- Термические нагрузки
- Импорт потоков и термических эффектов
- Диспетчер схем нагрузки
- Графики нагрузки
