SOLIDWORKS Simulation与 SimulationXpress 仿真功能比较

原创|Solidworks资讯|编辑:李燕|2019-12-25 10:26:05.400|阅读 251 次

概述:SOLIDWORKS的每个版本都包含SimulationXpress功能,可对零件执行首过应力分析。这并不意味您不需要完整的SOLIDWORKS仿真工具,我将在下文中解释缘由。

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SimulationXpress

SimulationXpress是SOLIDWORKS中基于向导的模拟模块;我们将材料分配给模型,应用夹具和载荷,然后运行仿真以解决问题。它使用一种称为有限元分析(FEA)的原理将一个大问题分解为更小的,更易于管理的,由多个节点组成的零件(一个过程,通常称为网格划分)。然后进行计算以确定每个节点的位移和应力,然后将其结果表示为一组结果。

这些结果可用于检查零件是否能够承受施加到其上的载荷,确定故障点是否存在,并允许我们根据需要改进模型以改进产品。整个过程比手动计算甚至制造试件并对零件进行物理测试要快得多。

SimulationXpress功能

SimulationXpress有一些其他仿真程序包中不存在的限制;这些可以分为四个主要区域:几何,载荷/夹具,网格划分以及最终结果。

1.几何

SimulationXpress只能分析零件,而不能处理装配体或多实体零件。对于只希望单独测试一个零件而不是零件集合的某些用户,这可能不是一个阻碍。我们几乎没有阻止我们将装配中的所有零件组合在一起以绕过此限制,但是,这将假定零件牢固地结合在一起,这可能是现实情况,也可能不是。

SimulationXpress功能

这种方法可以通过假设零件被粘合在一起来人为地加强模型,这将对结果的有效性产生影响(例如,假设螺栓连接牢固地粘合在一起会大大简化问题)。在完整的仿真程序包中,您可以指定零件之间的不同接触,还可以应用连接器来仿真固定,螺栓连接和焊接的接头,以更准确地表示实际情况。

2.负载/夹具

SimulationXpress允许用户仅通过面部严格固定模型;这可能无法真正代表模型的真实世界,并再次导致人为僵化的模型。同样,对于载荷,我们仅限于将力载荷和压力载荷施加到面上,在“模拟”中,可以施加多种不同的载荷。

3.网格划分

FEA流程涉及将模型分为许多小元素,在SimulationXpress中,我们只有一种网格类型(标准)可用,并且网格尺寸在整个模型中都是全局的。使用Simulation插件,我们可以指定网格控件以在感兴趣的区域中强制使用更细的网格,而在其他区域中使用更宽松,更粗糙的全局网格,这意味着更少的计算和更快的结果,我们必须在SimulationXpress中添加更多元素仅因为这个原因,我们就必须选择适合整个模型的网格尺寸作为我们的全局尺寸,从而导致更长的求解时间。

IMage-4-SimulationXpress-allows-only-a-global-mesh-size-in-Simulation-we-can-put-local-mesh-controls-into-our-FEA-model.png

4.结果

在SimulationXpress中,我们限于三个输出图:应力,位移和安全系数以及模型的变形视图,我们可以以eDrawings和Word格式输出报告。这样做的缺点是我们对这些图几乎没有控制(除了为我们的单位选择SI或英制IPS之外),我们甚至无法更改单位显示,如果您有兴趣进一步分析不同的图形,这可能是一个限制。诸如主应力,沿已知方向的变形等图表。完整的SolidWorks仿真软件包使您可以更好地控制研究结果。

以上内容可能会或可能不会将SimulationXpress认为不适合您的要求,但重要的是要认识什么是SimulationXpress。它是应力分析的首过工具,使设计人员可以在设计过程的早期快速洞悉潜在问题。

结果比较

好吧,这真是令人惊讶。用于求解SimulationXpress算例的网格划分器和求解器与用于完整SOLIDWORKS线性静态算例的网格划分器和求解器相同,因此就网格划分和求解算例使用的算法而言,这并不意味着质量下降。对于具有简单夹具的简单模型(单个零件),结果是相同的。

仿真分析示例:

SimulationXpress

Image-6-Simulation.png

这个例子是张紧受约束的板。应力和位移的结果都是相同的(417.67MPa和0.143mm)。因此可以准确地说,如果您感兴趣的是在单个零件上运行模拟,而夹具仅是具有简单力或压力载荷的固定几何体,那么SimulationXpress可以满足您的需求,但是这些限制可能会导致误差结果中(例如由于不正确的夹具导致结构变硬)或由于缺少网格控制,研究花费了很长时间进行网格划分和求解。

显然,如果我们要查看每个零件之间具有特定接触条件的多个零件的装配,或者想要对整个分析和后处理进行更多控制,那么我们将需要投资SOLIDWORKS Simulation。

比较

SOLIDWORKS的每个版本都包含SimulationXpress功能,可对零件执行首过应力分析。如果您有幸拥有SOLIDWORKS Premium,那么您还将获得线性静态分析模拟加载项。除此之外,SOLIDWORKS还提供了许多在模拟标准,Simulation Professional和Simulation Premium中运行的模拟插件。从Simulation Standard中的基本线性静态分析到Premium中的非线性和动态分析,每种工具都为用户提供了更多的仿真功能。现在,这引起了关于SimulationXpress角色的疑问,尤其是考虑到打开SimulationXpress会导致本段:

image.png

这是否意味着SOLIDWORKS SimulationXpress本质上是无用的?SOLIDWORKS中包含的included头是否允许用户在其模型上创建漂亮的颜色?答案是肯定没有!SOLIDWORKS SimulationXpress确实有其目的,实际上,取决于您的模型和分析设置,它可以为您提供与SOLIDWORKS Simulation相同的结果。

总结

与SOLIDWORKS中的任何Xpress产品一样,这些工具可以使用户深入了解SOLIDWORKS中的其他功能领域。它们被设计为具有明显已知限制的简化版本。如果我们在这些限制范围内工作并且将产品用于预期目的(成为首个“洞察”工具),并且最终从设计过程的早期就更好地了解了我们的设计,那么这只会使我们有一个更好的产品。虽然最终产品可能需要在完整的SOLIDWORKS仿真套件中运行,但在签收Xpress工具之前仍然是过程中不可估量的,并且在我们的SOLIDWORKS软件包中它是完全免费的。

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