Сравнение всех пакетов моделирования SOLIDWORKS: От базового до продвинутого

Join the forum for Designers!

Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!

Share, learn and grow with the best professionals in the industry.

SOLIDWORKS предлагает четыре различных уровня моделирования. Самый базовый пакет моделирования находится в пакете трехмерного проектирования и называется SOLIDWORKS Premium. Более продвинутые инструменты моделирования можно найти в Simulation Standard, Simulation Professional и Simulation Premium.

Каждый уровень SOLIDWORKS Моделирование Пакеты включают в себя более продвинутые возможности по мере продвижения по уровням (пакеты более высокого уровня включают в себя все функции предыдущих уровней). В этом блоге мы сравним все уровни пакетов SOLIDWORKS Simulation и приведем примеры, чтобы вы могли определить, какой уровень SOLIDWORKS Simulation лучше всего подходит для вас и вашей компании.

SOLIDWORKS PREMIUM

Функции моделирования в SOLIDWORKS Premium:

- Статический линейный анализ деталей и сборок

- Анализ движения (кинематический)

SOLIDWORKS Premium предлагает все возможности линейного статического анализа как деталей, так и сборок, на основе которого можно строить графики напряжений, деформаций, перемещений и т. д. Пакет также предлагает возможность полностью анимировать сборки для получения таких результатов, как силы, импульс, энергия, мощность, скорость и ускорения между движущимися компонентами.

Почему SOLIDWORKS Premium?

Если ваша компания разрабатывает несущие и подвижные конструкции, то SOLIDWORKS Premium окупит себя, если вы будете строить дорогостоящие прототипы, чтобы определить, не подведут ли ваши конструкции.

Рассмотрим линейный статический анализ узла цапфы. Цапфы являются частью вращающегося соединения, где вал вставляется в полный или неполный цилиндр. Применяя материалы, приспособления для шарниров и нагрузку в 5 000 фунтов, мы можем быстро найти места наибольших напряжений и смещений. Мы также можем проанализировать графики коэффициента безопасности, которые особенно важно знать, чтобы заложить определенный запас прочности в наши конструкции. (Рисунок 1)

Представьте, сколько времени и денег может сэкономить ваша компания, используя комплексный инструмент линейного статического анализа для быстрого выявления потенциальных сбоев в конструкции, что избавит вас от необходимости строить дорогостоящие прототипы для выявления слабых мест в конструкции.

Рисунок 1: Настройка и результаты линейного расчёта

Следующий пример включает в себя физическое движение кулачка клапана в сборе, где основное внимание уделяется анализу сил реакции, существующих между кулачком и коромыслом.

A Анализ движения позволяет точно моделировать и анализировать воздействие элементов движения (включая силы, пружины, демпферы и трение) на узел. Проведя исследование движения узла кулачка клапана, мы можем легко построить график, чтобы увидеть силы реакции, существующие в местах, где кулачок и коромысло сталкиваются друг с другом во время движения. (Рисунок 2)

Рисунок 2: Результаты исследования движения

Стандарт моделирования SOLIDWORKS

Функции моделирования в SOLIDWORKS Simulation Standard:

- Статический линейный анализ для деталей и сборок

- Анализ движения (кинематический)

- Анализ усталости (постоянный и переменный амплитудный цикл)

SOLIDWORKS Simulation Standard — это следующий уровень моделирования, который открывает не только возможности моделирования в SOLIDWORKS Premium, но и позволяет выполнять анализ усталости с постоянной или переменной амплитудой. Он также включает инструмент Trend Tracker, позволяющий находить тенденции в результатах моделирования.

Почему SOLIDWORKS Simulation Standard?

Независимо от того, проектирует ли ваша компания конструкции на прочность или на срок службы, инструмент анализа усталости в Simulation Standard может быстро показать количество циклов или блоков, которые приведут к отказу в ваших конструкциях. Он также может показать количество циклов, после которых ваши конструкции выйдут из строя, и процент срока службы, потребляемого определенными вами исходными данными об усталости.

Вы также можете найти коэффициент безопасности по нагрузке для усталостного разрушения и построить график показателя двухосности, который поможет определить коэффициент снижения усталостной прочности для ваших исследований.

(Примеры графиков усталостного анализа см. на рисунках 3 и 4).

Рисунок 3: График процентного соотношения повреждений

Рисунок 4: Минимальный общий жизненный цикл График ожиданий

Аналитики FEA часто ищут тенденции в результатах при проведении нескольких различных моделирований своих конструкций. Trend Tracker позволяет вашей компании отслеживать тенденции в существующих статических исследованиях. Вы устанавливаете базовую точку для сравнения с будущими результатами.

Возьмем, к примеру, модель на рисунке 5. Мы можем изменить некоторые характеристики после установки базовой конструкции, чтобы графически увидеть изменения в весе и результатах напряжений. (Рисунок 6). Вы также можете просмотреть документ «Журнал трендов», который показывает не только результаты моделирования, но и процентное сравнение результатов с результатами базового моделирования. (Рисунок 7)

Рисунок 5: Модель и базовый результат моделирования напряжений

Рисунок 6: Результаты исследования движения

Рисунок 7: Результаты журнала трендов

SOLIDWORKS Simulation Professional

Функции моделирования в SOLIDWORKS Simulation Professional:

SOLIDWORKS Simulation Professional — это следующий уровень инструментов моделирования. Если вам нужно определить резонансные частоты в конструкции или требуется хороший инструмент анализа для исследования теплового режима в стационарном и переходном состоянии, SOLIDWORKS Simulation Professional может удовлетворить обе эти потребности и даже больше. Вы также можете использовать инструмент оптимизации для определения наиболее оптимальной конструкции для достижения вашей конкретной цели.

Почему SOLIDWORKS Simulation Professional?

Если вашей компании требуется нечто большее, чем линейный FEA и исследования усталости, SOLIDWORKS Simulation Professional может помочь.

Например, в случаях, когда речь идет о вибрации деталей из-за резонанса, лучше всего проектировать детали так, чтобы они резонировали вне определенных частотных диапазонов. Simulation Professional позволяет выполнить любое количество графиков Mode Shape для наблюдения за движением Mode Shape на определенных частотах и предоставит список частот и значений периода для каждой решенной Mode Shape. (Рисунок 8)

Рисунок 8: График формы режима и список резонансных частот

Инструмент Optimization (Оптимизация) в Simulation Professional позволяет оптимизировать конструкцию для удовлетворения определенных критериев проектирования путем автоматической итерации ряда переменных. На рисунках 9 и 10 ниже снова показана модель цапфы. Чтобы определить наиболее оптимальную конструкцию, мы можем задать цель (например, минимизировать общий вес нашей модели) и задать конкретные размеры, которые будут изменяться в диапазоне значений. Затем инструмент Optimization (Оптимизация) проводит ряд итерационных исследований, находя комбинацию, которая наилучшим образом достигает целей проектирования. (Рисунок 10). Подумайте, сколько денег и времени можно сэкономить, быстро найдя оптимальную конструкцию с помощью инструмента Optimization в Simulation Professional.

Рисунок 9: Размеры модели по отношению к диапазону и установка для оптимизационного исследования

Рисунок 10: Изменение модели для получения наиболее оптимального результата проектирования

SOLIDWORKS Simulation Premium

Функции моделирования в SOLIDWORKS Simulation Premium:

- Нелинейная статика / динамика

- Анализ случайных колебаний

- Анализ модальной временной истории

- Анализ спектров ударных реакций

SOLIDWORKS Simulation Premium — это самый высокий уровень пакета моделирования, предлагаемый настольным приложением SOLIDWORKS для анализа FEA. Simulation Premium предоставляет все возможности других пакетов моделирования, а также нелинейный статический анализ и линейный и нелинейный динамический анализ. Кроме того, в нем предусмотрена возможность анализа деталей с оболочечными элементами как композитного ламината.

Почему SOLIDWORKS Simulation Premium?

SOLIDWORKS Simulation Premium идеально подходит для компаний, которым необходимо анализировать нелинейные материалы или материалы в пластичном состоянии. Пример того, как Simulation Premium может справиться с анализом нелинейных материалов, демонстрируется на примере резинового сапога CV (ниже). При создании пользовательского материала можно выбрать конкретные модели материалов для решения задач гиперпластических материалов и ввести пользовательские данные для кривых простого, растяжения и двухосного плоского растяжения.

После выполнения анализа вы можете наблюдать напряжения, смещения и деформации в ваших моделях. (рис. 11 и 12) Кроме того, вы можете вывести константы материала из анализа или ввести свои известные константы материала для решения нелинейного анализа.

Рисунок 11: Модель и результат нелинейных напряжений фон Мизеса

Рисунок 12: Зондированное место для построения графика перемещений

Если вашей компании необходимо проанализировать оборудование, которое динамически испытывает ударные, циклические, случайные вибрации и пиковые нагрузки, SOLIDWORKS Simulation Premium может помочь в этом. Он может обрабатывать выходные результаты в этих условиях, используя методы линейной динамики, такие как временная история модальных колебаний, гармонические колебания, случайные колебания и спектры отклика. Он также может обрабатывать нелинейный динамический анализ.

Например, если вы создаете оборудование, которое должно поддерживать работающий двигатель, как на рисунке 13, вы можете использовать SOLIDWORKS Premium для проведения гармонического анализа. Вы также можете заменить работающее оборудование более продвинутыми схемами настройки, например с помощью инструмента Remote Mass, чтобы сократить продолжительность анализа. В результате вы можете определить смещения на определенных частотах и графически вывести пиковое напряжение или амплитуду пиковой частоты в определенных направлениях. (рис. 14 и 15)