SolidWorks
Projektowanie

SolidWorks Simulation

SolidWorks Simulation to kompleksowe rozwiązanie do analizy strukturalnej, które w jest w pełni wbudowane w oprogramowanie SolidWorks. Jego stosowanie umożliwia projektantom i analitykom błyskawiczne wprowadzenie produktów na rynek oraz ograniczenie kosztów bez obniżania jakości czy wydajności.

 

SolidWorks Simulation to zestaw rozwiązań do analizy strukturalnej wykorzystujących metodę elementów skończonych (FEA) w celu prognozowania rzeczywistego zachowania gotowego produktu. Odbywa się to przez wirtualne testowanie modeli CAD.
Funkcje liniowej i nieliniowej analizy statycznej oraz dynamicznej podzielono na 3 produkty: Simulation Standard, Simulation Professional oraz Simulation Premium. Każde z nich oferuje proste w obsłudze opcje, które umożliwiają rozwiązywanie najbardziej złożonych problemów symulacyjnych.

Jakie korzyści płyną z użytkowania SolidWorks Simulation?

Oprogramowanie wykrywa alternatywne kształty projektu wraz z optymalizacją topologii. Jednocześnie pozwala skrócić czas wprowadzenia produktu na rynek, co jest możliwe dzięki szybkiemu wyznaczeniu optymalnych rozwiązań projektowych. SolidWorks Simulation wspiera użytkowników w ramach prognozowania wydajności produktu, jak również współczynnika bezpieczeństwa (FOS) oraz zużycia produktu na wczesnych etapach projektowania, co ma niebagatelne znaczenie dla ponoszonych kosztów. Co ważne, praca z SolidWorks Simulation wpływa wydatnie na obniżenie kosztu materiałów, gdyż program usprawnia optymalizację zużycia materiału potrzebnego do produkcji. Równocześnie upraszcza kosztowny proces testowania produktów oraz certyfikacji dzięki praktycznemu testowaniu i doskonaleniu produktów.

Możliwości poszczególnych licencji SolidWorks Simulation

SolidWorks Simulation Standard

Oprogramowanie SolidWorks Simulation Standard zapewnia projektantom intuicyjne środowisko testowania produktu umożliwiające wykonywanie liniowych badań statycznych, badań ruchu opartego na czasie oraz symulacji zmęczenia materiału przy dużej liczbie cykli. Projektanci i inżynierowie mogą rozwiązywać najczęściej pojawiające się problemy konstrukcyjne, korzystając z badań statycznych przy założeniu liniowości i elastyczności materiałów w warunkach statycznych, a także statycznych obciążeń oraz umocowań (niezmiennych w czasie). Parametry te umożliwiają obliczenie naprężeń, współczynników bezpieczeństwa i odkształceń komponentów.

Badanie zmęczenia materiału umożliwia oszacowanie jego wartości przy dużej liczbie cykli zmiennych obciążeń, w których maksymalne naprężenie jest niższe od naprężenia granicznego powodującego odkształcenie materiału. Teoria skumulowanych uszkodzeń pozwala przewidzieć miejsca usterki oraz liczby cykli, po których ona wystąpi. Funkcje śledzenia trendu oraz wykresu wglądu w projekt pozwalają na wyróżnianie optymalnych zmian w projekcie podczas pracy nad nim. Badanie ruchu opartego na czasie to narzędzie do analizy dynamiki ruchu oraz kinematyki ciała sztywnego używane do obliczania prędkości, przyspieszeń i ruchu złożenia pod normalnym obciążeniem roboczym. Ponadto projektanci i inżynierowie mogą określać specyficzne wymagania złożenia, stosując efekty sprężyn i tłumienia. Po wykonaniu analizy ruchu komponent oraz obciążenia można uwzględnić w analizie liniowej w celu wykonania pełnego badania strukturalnego.

Program SolidWorks Simulation Standard oferuje korzyści projektowania równoległego i umożliwia inżynierom określenie, czy i jak długo produkt będzie działał prawidłowo.

SolidWorks Simulation Professional

Program SolidWorks Simulation Professional oferuje łatwe w obsłudze i wydajne funkcje analizy sekwencyjnej wielu parametrów fizycznych. Rozkład temperatury z termicznej analizy statycznej lub stanów przejściowych można wykorzystać w liniowej analizie statycznej, co pozwala na uwzględnienie efektów rozszerzalności cieplnej w obliczeniach naprężeń. W przypadku produktów narażonych na wibracje w środowisku roboczym analiza częstotliwości umożliwia określenie naturalnych drgań obiektu w celu ograniczenia ryzyka wystąpienia rezonansu, który może znacząco skrócić okres eksploatacji komponentu.
Dzięki badaniu projektu z optymalizacją parametryczną program SolidWorks Simulation Professional umożliwia wykonanie analizy hipotetycznej. Użytkownicy mogą zmieniać parametry modelu, materiału, obciążeń oraz ograniczeń w celu określenia optymalnej i najbardziej wytrzymałej konstrukcji. Cienkie produkty obciążone poprzecznie mogą okazać się niestabilne strukturalnie znacznie poniżej naprężenia granicznego materiału, co można przewidzieć przy użyciu badania wyboczenia. Bezpieczne projektowanie zbiorników ciśnieniowych wymaga stworzenia raportu obciążeń liniowych ze względu na ciśnienia i obciążenia przewodów rurowych obliczone w zbiorniku badania ciśnieniowego. Badanie topologii umożliwia projektantom i inżynierom odkrywanie nowych, alternatywnych rozwiązań projektowych wymagających użycia minimalnej ilości materiału oraz badanie elastyczności pod liniowym obciążeniem statycznym przy zachowaniu wymagań dotyczących sztywności, naprężeń i naturalnych drgań komponentu.
Program SolidWorks Simulation Professional pozwala projektantom i inżynierom na tworzenie wytrzymałych, innowacyjnych konstrukcji zapewniających niezawodność i trwałość komponentów.

SolidWorks Simulation Premium

Program SolidWorks Simulation Premium oferuje trzy zaawansowane rodzaje badań: nieliniowe badanie statyczne, nieliniowe badanie dynamiczne oraz liniowe badanie dynamiczne. Liniowe badanie dynamiczne wykorzystuje badanie częstotliwości w celu obliczenia naprężeń powodowanych przez wibracje. Umożliwia to inżynierom określanie wpływu obciążeń dynamicznych, uderzeń lub impulsów, a nawet symulowanie trzęsień ziemi, w odniesieniu do liniowych materiałów elastycznych.
Analiza nieliniowa pozwala inżynierom i projektantom na ocenę złożonego zachowania materiałów takich jak metale, gumy czy tworzywa sztuczne. Pozwala także uwzględnić duże odkształcenia oraz styk ślizgowy pomiędzy elementami.
W nieliniowych badaniach statycznych przyjmuje się założenie obciążenia statycznego, jednak pomimo możliwości sekwencyjnej zmiany obciążenia nie są uwzględniane dynamiczne efekty zmiennego obciążenia. Złożone modele materiałów używane w analizie nieliniowej umożliwiają obliczanie trwałych odkształceń oraz naprężeń resztkowych wynikających z nadmiernych obciążeń, a także prognozowanie działania sprężyn i mocowań zatrzaskowych.
W przypadku nieliniowych badań dynamicznych podczas obliczania wyników uwzględniany jest wpływ zmienności obciążenia w czasie rzeczywistym. Nieliniowe badania dynamiczne umożliwiają nie tylko rozwiązywanie nieliniowych problemów statycznych, ale także rozwiązywanie problemów dotyczących uderzeń. Program SolidWorks Simulation Premium umożliwia inżynierom rozwiązywanie problemów bez uproszczeń w celu określenia złożonego zachowania produktów w rzeczywistych warunkach. Dostępność funkcji zależy od rodzaju pakietu lub specyfiki danego badania.

Obsługa projektów SolidWorks

Produkt jest zintegrowany z oprogramowaniem SolidWorks CAD 3D, dzięki czemu bez trudności obsługuje wszelkie konfiguracje i materiały SOLIDWORKS. Jednocześnie posiada niezbędną opcję pomoc oraz dokumentację i bazę wiedzy, jak również umożliwia rejestrowanie makr oraz ma dostępne interfejsy API.
 
W przypadku wyników i przetwarzania końcowego program m.in.:

  • Nakłada wyniki symulacji na grafikę SolidWorks.
  • Oblicza naprężenia, przemieszczenia oraz współczynniki bezpieczeństwa.
  • Oblicza siły i momenty reakcji.
  • Wyświetla wykresy konturowe, izopowierzchni, powierzchni i przekrojów.
  • Ma opcję animowania wyników oraz specjalne narzędzie do sondowania.
  • Porównuje dane z testów.
  • Wykrywa punkty aktywne (i osobliwe) naprężeń.
  • Oferuje wyniki oparte na równaniach.
  • Tworzy raporty z symulacji, które są dostosowane do potrzeb użytkownika.
  • Na żądanie może tworzyć rysunki eDrawings® z wynikami.

Ogólna analiza metodą elementów skończonych. W ramach tej funkcjonalności program oferuje analizy części jedno- i wieloobiektowych, analizy złożeń oraz analizy 3D i 2D. Ponadto program oferuje:

  • Modelowanie brył, skorup i belek.
  • Adaptacyjne typy elementów h oraz p.
  • Możliwości sterowania siatką.
  • Tworzenie podmodeli.
  • Rozwiązywanie w trybie odciążonym.

Typy analiz dostępne w oprogramowaniu:

  • Liniowa analiza statyczna.
  • Analiza zmęczeniowa.
  • Analiza częstotliwości.
  • Liniowa analiza wyboczenia.
  • Liniowa analiza termiczna.
  • Optymalizacja projektu (parametryczna).
  • Badania topologii.
  • Analiza testu upuszczenia.
  • Symulacja projektu zbiornika ciśnieniowego.
  • Analiza ruchu oparta na czasie.
  • Analiza ruchu oparta na zdarzeniach.
  • Liniowa analiza dynamiczna.
  • Nieliniowa analiza statyczna.
  • Nieliniowa analiza dynamiczna.

W SolidWorks Simulation możliwe jest także branie pod uwagę warunków kontaktu, w tym m.in. styku ślizgowego, połączenia i pasowania kurczliwego, warunków kontaktu własnego czy oporu termicznego kontaktu i izolacji. W symulacjach dostępne są także złącza, np.

  • Śrubowe, sprężynowe, sworzniowe, elastyczne i łożyskowe.
  • Kontrola bezpieczeństwa złączy.
  • Złącza spoiny grzbietowej i punktowej.

Oraz zastosowanie obciążeń i warunków granicznych:

  • Obsługa kartezjańskiego, cylindrycznego i sferycznego układu współrzędnych.
  • Mocowania do przypisywania zerowych lub niezerowych przemieszczeń.
  • Obciążenia strukturalne i temperaturowe.
  • Importowanie efektów przepływu/termicznych.
  • Menedżer przypadków obciążenia.
  • Krzywe obciążenia.