Comparaison de tous les logiciels de simulation SOLIDWORKS : De base à avancé

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SOLIDWORKS propose quatre niveaux distincts de simulation. Le package de simulation le plus basique se trouve dans le package de conception 3D appelé SOLIDWORKS Premium. Vous trouverez des outils de simulation plus avancés dans Simulation Standard, Simulation Professional et Simulation Premium.

Chaque niveau de SOLIDWORKS Simulation Les packages SOLIDWORKS Simulation comprennent des fonctionnalités plus avancées au fur et à mesure que vous progressez dans chaque package (les packages de niveau supérieur comprennent toutes les fonctionnalités des niveaux précédents). Dans ce blog, nous allons comparer tous les niveaux de packages SOLIDWORKS Simulation et voir des exemples afin que vous puissiez déterminer quel niveau de SOLIDWORKS Simulation est le meilleur pour vous et votre entreprise.

SOLIDWORKS PREMIUM

Fonctionnalités de simulation dans SOLIDWORKS Premium :

- Analyse linéaire statique des pièces et des assemblages

- Analyse du mouvement (cinématique)

SOLIDWORKS Premium offre toutes les fonctionnalités de l’analyse statique linéaire pour les pièces et les assemblages, à partir desquelles vous pouvez tracer les contraintes, les déformations, les déplacements, etc. Ce logiciel permet également d’animer entièrement vos assemblages afin d’obtenir des résultats tels que les forces, l’élan, l’énergie, la puissance, la vitesse et les accélérations entre les composants en mouvement.

Pourquoi SOLIDWORKS Premium ?

Si votre entreprise développe des conceptions porteuses et mobiles, SOLIDWORKS Premium sera rentabilisé si vous construisez des prototypes coûteux pour déterminer si vos conceptions sont vouées à l’échec.

Considérez l’analyse statique linéaire d’un assemblage de tourillons. Les tourillons font partie d’une articulation rotative dans laquelle un arbre est inséré dans un cylindre complet ou partiel. En appliquant des matériaux, des fixations de charnière et une charge de 5 000 livres, nous pouvons rapidement trouver les endroits où se produisent les contraintes et les déplacements les plus élevés. Nous pouvons également analyser les tracés du facteur de sécurité, qu’il est particulièrement important de connaître pour intégrer un certain niveau de sécurité dans nos conceptions. (Figure 1)

Imaginez le temps et l’argent que votre entreprise peut économiser en utilisant un outil d’analyse statique linéaire complet pour identifier rapidement les défaillances potentielles de la conception, éliminant ainsi la nécessité de construire des prototypes coûteux pour découvrir les points faibles de la conception.

Figure 1 : Configuration et résultats de l’analyse par éléments finis linéaire

L’exemple suivant concerne le mouvement physique d’un assemblage de came de soupape, l’objectif étant d’analyser les forces de réaction qui existent entre la came et le culbuteur.

A Analyse du mouvement permet de simuler et d’analyser avec précision les effets des éléments de mouvement (y compris les forces, les ressorts, les amortisseurs et les frottements) sur un assemblage. Après avoir réalisé une étude de mouvement sur l’assemblage de la came de soupape, nous pouvons facilement créer un graphique pour observer les forces de réaction qui existent là où la came et le culbuteur se rencontrent pendant le mouvement. (Figure 2)

Figure 2 : Résultats de l’étude de mouvement

SOLIDWORKS Simulation Standard

Fonctionnalités de simulation dans SOLIDWORKS Simulation Standard :

- Analyse linéaire statique pour les pièces et les assemblages

- Analyse du mouvement (cinématique)

- Analyse de la fatigue (cycle élevé, constant et amplitude variable)

SOLIDWORKS Simulation Standard est le niveau supérieur de simulation qui débloque non seulement les capacités de simulation de SOLIDWORKS Premium, mais aussi la possibilité de réaliser des analyses de fatigue à amplitude constante ou variable. Il comprend également un outil appelé Trend Tracker qui vous permet de trouver des tendances dans vos résultats de simulation.

Pourquoi SOLIDWORKS Simulation Standard ?

Que votre entreprise conçoive pour la résistance ou pour la durée de vie, l’outil d’analyse de la fatigue de Simulation Standard peut rapidement montrer le nombre de cycles ou de blocs qui entraîneraient une défaillance dans vos conceptions. Il peut également indiquer le nombre de cycles jusqu’à ce que vos conceptions soient défaillantes et le pourcentage de durée de vie consommé par l’entrée de l’événement de fatigue que vous avez défini.

Vous pouvez également trouver le facteur de sécurité de la charge pour la rupture par fatigue et tracer l’indicateur de biaxialité qui aide à déterminer un facteur de réduction de la résistance à la fatigue pour vos études.

(Voir les figures 3 et 4 pour des exemples de tracés provenant d’une analyse de fatigue).

Figure 3 : Graphique des pourcentages de dommages

Figure 4 : Plot du cycle de vie total minimum Plot d’espérance

Les analystes FEA recherchent souvent des tendances dans les résultats lorsqu’ils effectuent plusieurs simulations différentes sur leurs conceptions. Trend Tracker permet à votre entreprise de suivre les tendances de vos études statiques existantes. Vous définissez un point de référence à comparer aux résultats futurs.

Prenez, par exemple, le modèle de la figure 5. Nous pouvons modifier certaines caractéristiques après avoir défini la conception de référence pour visualiser graphiquement les changements de poids et les résultats des contraintes. (Figure 6). Vous pouvez également consulter un journal des tendances qui révèle non seulement vos résultats de simulation, mais aussi une comparaison en pourcentage des résultats de votre simulation de référence. (Figure 7)

Figure 5 : Modèle et résultats des contraintes de la simulation de référence

Figure 6 : Résultats de l’étude de mouvement

Figure 7 : Résultats du journal des tendances

SOLIDWORKS Simulation Professional

Fonctionnalités de simulation dans SOLIDWORKS Simulation Professional :

SOLIDWORKS Simulation Professional est le niveau supérieur des outils de simulation. Que vous ayez besoin de déterminer les fréquences de résonance de vos conceptions ou d’un bon outil d’analyse pour les études thermiques en régime permanent et transitoire, SOLIDWORKS Simulation Professional peut répondre à ces besoins et à bien d’autres encore. Vous pouvez également utiliser l’outil d’optimisation pour identifier la conception la plus optimale afin d’atteindre votre objectif spécifique.

Pourquoi SOLIDWORKS Simulation Professional ?

Si votre entreprise a besoin de faire plus que de l’analyse par éléments finis linéaire et des études de fatigue, SOLIDWORKS Simulation Professional peut vous aider.

Par exemple, dans les cas où la vibration des pièces due à la résonance est un problème, il est préférable de concevoir les pièces de manière à ce qu’elles résonnent en dehors de certaines plages de fréquences. Simulation Professional vous permet d’exécuter un nombre quelconque de tracés de forme de mode pour observer le mouvement de la forme de mode à certaines fréquences et fournit une liste de fréquences et de valeurs de période pour chaque forme de mode résolue. (Figure 8)

Figure 8 : Tracé de la forme du mode et liste des fréquences de résonance

L’outil d’optimisation de Simulation Professional permet d’optimiser une conception pour répondre à certains critères de conception en itérant automatiquement une série de variables. Les figures 9 et 10 ci-dessous montrent à nouveau le modèle du tourillon. Pour identifier la conception la plus optimale, nous pouvons définir un objectif (par exemple, minimiser le poids total de notre modèle) et définir des dimensions spécifiques à faire varier sur une plage de valeurs. L’outil d’optimisation procède alors à un certain nombre d’études de simulation, afin de trouver la combinaison qui permet d’atteindre au mieux les objectifs de conception. (Figure 10). Pensez à l’argent et au temps économisés en trouvant rapidement la meilleure conception grâce à l’outil d’optimisation de Simulation Professional.

Figure 9 : Dimensions du modèle par rapport à la gamme et à la configuration de l’étude d’optimisation

Figure 10 : Modèle modifié pour obtenir le résultat de conception le plus optimal

SOLIDWORKS Simulation Premium

Fonctionnalités de simulation dans SOLIDWORKS Simulation Premium :

- Statique / dynamique non linéaire

- Analyse des vibrations aléatoires

- Analyse de l’historique temporel modal

- Analyse des spectres de réponse aux chocs

SOLIDWORKS Simulation Premium est le plus haut niveau de simulation offert par l’application SOLIDWORKS pour l’analyse par éléments finis. Simulation Premium offre toutes les fonctionnalités des autres packages de simulation, plus l’analyse statique non linéaire et l’analyse dynamique linéaire et non linéaire. Il offre également la possibilité d’analyser les éléments de coque en tant que stratifié composite.

Pourquoi SOLIDWORKS Simulation Premium ?

SOLIDWORKS Simulation Premium est idéal pour les entreprises qui ont besoin d’analyser des matériaux non linéaires ou des matériaux plastiques. Un exemple de la façon dont Simulation Premium peut gérer l’analyse de matériaux non linéaires est démontré avec une botte CV en caoutchouc (ci-dessous). Lors de la création d’un matériau personnalisé, vous pouvez sélectionner des modèles de matériaux spécifiques pour résoudre les matériaux hyperplastiques et saisir des données personnalisées pour les courbes de tension simple, de tension et de tension planaire biaxiale.

Après avoir exécuté l’analyse, vous pouvez observer les contraintes, les déplacements et les déformations sur vos modèles. (Figures 11 et 12) En outre, vous pouvez laisser le solveur sortir les constantes de matériau de l’analyse ou entrer vos constantes de matériau connues pour résoudre votre analyse non linéaire.

Figure 11 : Modèle et résultats des contraintes de von Mises non linéaires

Figure 12 : Emplacement sondé pour le tracé des déplacements

Si votre entreprise doit analyser des équipements soumis à des chocs dynamiques, à des vibrations cycliques et aléatoires, ainsi qu’à des pics de charge, SOLIDWORKS Simulation Premium peut vous aider. Il peut traiter les résultats de sortie dans ces conditions à l’aide de méthodes dynamiques linéaires telles que l’historique temporel modal, les harmoniques, les vibrations aléatoires et les spectres de réponse. Il peut également gérer l’analyse dynamique non linéaire.

Par exemple, si vous construisez un équipement qui doit supporter un moteur en marche, comme celui de la figure 13, vous pouvez utiliser SOLIDWORKS Premium pour effectuer une analyse harmonique. Vous pouvez également remplacer l’équipement en marche par des schémas de configuration plus avancés, comme avec l’outil Remote Mass, afin de réduire la durée de l’analyse. En conséquence, vous pouvez déterminer les déplacements à certaines fréquences et afficher graphiquement la contrainte maximale ou l’amplitude de la fréquence maximale dans des directions spécifiques. (Figures 14 et 15)