5 kroków, które musisz wykonać przed rozpoczęciem projektu analizy w SOLIDWORKS Simulation

SOLIDWORKS Simulation to potężne narzędzie do analiz inżynierskich, które pozwala na przeprowadzenie szerokiej gamy symulacji mechanicznych, cieplnych i innych. Aby jednak maksymalnie wykorzystać jego możliwości i uzyskać wiarygodne wyniki, konieczne jest przeprowadzenie kilku kluczowych elementów przygotowawczych. Poznaj 5 kroków, które musisz wykonać przed rozpoczęciem projektu analizy w SOLIDWORKS Simulation.

1. Zdefiniowanie celu analizy

Przed przystąpieniem do jakiejkolwiek analizy, ważne jest dokładne określenie jej celu. To pozwoli na odpowiednie zaplanowanie i przeprowadzenie symulacji.

Co należy uwzględnić:

• Rodzaj analizy: Czy będzie to analiza statyczna, analiza termiczna SOLIDWORKS, symulacja liniowa, analiza metodą elementów skończonych, czy może analiza dynamiczna SOLIDWORKS? Każdy rodzaj analizy wymaga innego podejścia i narzędzi.
• Kryteria sukcesu: Jakie wyniki uznasz za zadowalające? Czy chodzi o maksymalne naprężenia, odkształcenia, rozkład temperatury SOLIDWORKS, czy może przepływ ciepła? Określenie kryteriów sukcesu pomoże w ocenie wyników symulacji.
• Zakres analizy: Czy analizowany będzie cały model, czy tylko jego wybrane fragmenty? Zakres analizy może wpływać na czas obliczeń SOLIDWORKS Simulation i szczegółowość wyników.

Przykład:

Jeśli projektujesz wspornik, celem analizy może być określenie maksymalnych naprężeń i odkształceń pod obciążeniem. Wiedząc to, możesz odpowiednio dobrać typ analizy i ustawić odpowiednie warunki brzegowe. Użytkownicy oprogramowania SOLIDWORKS mogą skorzystać z wielu dostępnych narzędzi, aby osiągnąć precyzyjne wyniki analizy i osiągnąć maksimum możliwości SOLIDWORKS Simulation.

2. Przygotowanie modelu 3D

Analiza procesu SOLIDWORKS Simulation wymaga dobrze przygotowanego modelu 3D. Integracja z SOLIDWORKS CAD umożliwia analizę modeli bezpośrednio z projektu, co znacząco usprawnia cały proces.

Kroki przygotowawcze:

• Sprawdzenie integralności modelu: Upewnij się, że model jest wolny od błędów, takich jak luki czy nakładające się elementy. Błędy te mogą prowadzić do nieprawidłowych wyników analizy.
• Zastosowanie uproszczeń: Zredukuj złożoność modelu, usuwając zbędne szczegóły, które nie wpływają na wyniki analizy, ale mogą znacznie wydłużyć czas obliczeń SOLIDWORKS Simulation. Na przykład, śrubki, logo czy drobne detale mogą zostać usunięte.
• Podział na części: W przypadku złożonych modeli, rozważ podział na mniejsze części lub użycie symetrii. Może to znacznie uprościć obliczenia i poprawić ich dokładność.

Przykład:

Jeśli analizujesz duży zespół maszynowy, usuń drobne elementy dekoracyjne, takie jak logo, śrubki, które nie mają wpływu na wytrzymałość konstrukcji, ale znacznie wydłużają czas obliczeń.

3. Definicja materiałów

Definiowanie materiałów to kluczowy krok w przygotowaniu analizy. Materiały muszą być zdefiniowane dla wszystkich komponentów modelu, aby symulacja mogła uwzględnić ich właściwości fizyczne. Środowisko SOLIDWORKS Simulation oferuje szeroką bibliotekę materiałów, które można dostosować do specyficznych potrzeb projektu.

Co należy uwzględnić:

• Właściwości materiałów: Upewnij się, że wszystkie materiały mają zdefiniowane odpowiednie właściwości mechaniczne i cieplne, takie jak moduł Younga, współczynnik Poissona, gęstość, przewodność cieplna itp.
• Biblioteki materiałów: Korzystaj z wbudowanych bibliotek materiałów w SOLIDWORKS lub dodaj własne, jeżeli standardowe materiały nie odpowiadają rzeczywistym używanym w projekcie.
• Jednorodność materiału: Zastanów się, czy materiały są jednorodne, czy mogą mieć różne właściwości w różnych kierunkach (anizotropia). W niektórych przypadkach, na przykład dla kompozytów, właściwości materiałów mogą się różnić w zależności od kierunku.

Przykład:

Jeśli analizujesz aluminiowy element, sprawdź, czy właściwości materiału z biblioteki SOLIDWORKS odpowiadają rzeczywistym właściwościom używanego stopu aluminium. Użytkownicy oprogramowania mogą skorzystać z biblioteki materiałów, aby zapewnić dokładność wyników SOLIDWORKS Simulation.

4. Ustawienie warunków brzegowych i obciążeń

Warunki brzegowe i obciążenia to jeden z najważniejszych elementów analizy, ponieważ mają bezpośredni wpływ na jej wyniki.

Kroki do wykonania:

• Definiowanie warunków brzegowych: Określ, które części modelu są zamocowane, a które mogą się przemieszczać. Poprawne zdefiniowanie warunków brzegowych jest kluczowe dla dokładności wyników SOLIDWORKS Simulation.
• Definiowanie obciążeń: Zastosuj odpowiednie obciążenia, takie jak siły, momenty, ciśnienia, temperatury itp. Upewnij się, że są one realistyczne i zgodne z rzeczywistymi warunkami pracy.
• Symulacja środowiskowa: Jeśli model pracuje w specyficznych warunkach środowiskowych, takich jak wysokie ciśnienie, wilgotność czy temperatura, uwzględnij je w ustawieniach symulacji. Może to wymagać zastosowania dodatkowych narzędzi lub ustawień w SOLIDWORKS.

Przykład:

W przypadku analizy mostu, warunki brzegowe mogą obejmować zamocowanie końców mostu, a obciążenia – siły wywołane przez przejeżdżające pojazdy.

5. Siatka obliczeniowa

Ostatni, ale równie ważny krok to generacja siatki obliczeniowej. Siatka wpływa na dokładność wyników oraz czas obliczeń SOLIDWORKS Simulation.

Kroki do wykonania:

• Rodzaj siatki: Wybierz odpowiedni typ siatki (elementy liniowe, kwadratowe, heksagonalne itp.) w zależności od kształtu i złożoności modelu. Jeden z typów analiz SOLIDWORKS, czyli analiza metodą elementów skończonych (MES) jest tutaj kluczowa.
• Gęstość siatki: Zdefiniuj gęstość siatki. Gęstsza siatka daje dokładniejsze wyniki, ale wydłuża czas obliczeń. Czasami warto użyć adaptacyjnej siatki, która automatycznie zagęszcza się w miejscach krytycznych.
• Kontrola jakości siatki: Sprawdź, czy siatka jest wolna od błędów, takich jak zbyt duże elementy w miejscach koncentracji naprężeń. W SOLIDWORKS Simulation istnieją narzędzia do automatycznej kontroli i poprawy jakości siatki.

Przykład:

Dla elementu o skomplikowanej geometrii, użyj siatki z drobnymi elementami w miejscach występowania dużych gradientów naprężeń i większych elementów w mniej krytycznych obszarach.

Wyniki analiz i ich interpretacja, dokładna symulacja

Po przeprowadzeniu dokładnej symulacji, kluczowym krokiem jest analiza wyników. Ich interpretacja jest niezbędna do zrozumienia, jak model zachowuje się pod zadanymi warunkami i obciążeniami. Środowisko SOLIDWORKS Simulation oferuje zaawansowane narzędzia do wizualizacji i analizy wyników.

Typowe wyniki analiz:

• Rozkład naprężeń: Pokazuje, gdzie w modelu występują najwyższe naprężenia. Jest to kluczowe dla identyfikacji potencjalnych punktów awarii.
• Przemieszczenia: Informacje o odkształceniach i przemieszczeniach w modelu pod wpływem obciążeń.
• Temperatura: W przypadku analiz cieplnych, rozkład temperatury SOLIDWORKS w modelu.
• Częstotliwości własne: W analizach dynamicznych, określenie częstotliwości własnych modelu i odpowiadających im kształtów drgań.
• Żywotność i zmęczenie: Wyniki analizy zmęczeniowej wskazują na żywotność komponentów poddanych cyklicznym obciążeniom.

Kroki do wykonania:

• Sprawdzenie zgodności z kryteriami sukcesu: Porównaj wyniki z wcześniej określonymi kryteriami sukcesu. Czy naprężenia nie przekraczają dopuszczalnych wartości? Czy odkształcenia są w akceptowalnym zakresie?
• Analiza wyników: Wykorzystaj narzędzia wizualizacji, takie jak mapy naprężeń, wektory przemieszczeń i wykresy, aby dokładnie zrozumieć zachowanie modelu.
• Optymalizacja projektu: Jeśli wyniki wskazują na problemy, takie jak nadmierne naprężenia lub nieakceptowalne odkształcenia, wprowadź zmiany w projekcie i powtórz analizę.

Przykład:

Jeśli symulacja mostu wykazuje, że w jednym z przęseł naprężenia są zbyt wysokie, możesz rozważyć wzmocnienie tej części konstrukcji, zastosowanie materiału o wyższej wytrzymałości lub zmianę geometrii. Dzięki SOLIDWORKS Simulation możliwe jest wirtualne testowanie i optymalizacja projektu w celu osiągnięcia precyzyjnych wyników analizy SOLIDWORKS.

SOLIDWORKS Simulation – Pakiety

SOLIDWORKS Simulation oferuje różne pakiety, które są dostosowane do różnorodnych potrzeb inżynierskich. W zależności od poziomu złożoności analiz, możesz wybrać odpowiedni pakiet. Więcej szczegółów znajdziesz na naszej stronie internetowej.

SOLIDWORKS Simulation Standard

SOLIDWORKS Simulation Standard to podstawowy pakiet, który obejmuje podstawowe analizy strukturalne.

Główne funkcje:

• Analiza statyczna: Sprawdzenie naprężeń, odkształceń i przemieszczeń w odpowiedzi na obciążenia.
• Analiza liniowa: Analizy dla materiałów, które zachowują się liniowo pod obciążeniem.
• Symulacje montażowe: Analiza naprężeń i odkształceń w złożeniach.

Przykłady zastosowań:

• Analiza małych konstrukcji, jak wsporniki, ramy i obudowy.
• Testowanie montażu i sprawdzanie interferencji w zespołach.

Jeśli zastanawiasz się nad możliwościami SOLIDWORKS CAD, a SOLIDWORKS Simulation Standard, przejdź do innego artykułu.

SOLIDWORKS Simulation Professional

SOLIDWORKS Simulation Professional oferuje bardziej zaawansowane funkcje i narzędzia.

Główne funkcje:

• Analiza dynamiczna SolidWorks: Analizy modalne, aby określić własne częstotliwości i kształty drgań.
• Analiza termiczna SolidWorks: Symulacje przepływu ciepła i termomechaniczne.
• Analiza zmęczeniowa: Ocena trwałości materiałów poddanych cyklicznym obciążeniom.
• Optymalizacja topologii: Automatyczne poprawianie geometrii w celu redukcji masy bez utraty wytrzymałości.

Przykłady zastosowań:

• Analiza zmęczeniowa mostów i innych konstrukcji poddanych cyklicznym obciążeniom.
• Optymalizacja konstrukcji w celu zmniejszenia masy i kosztów materiałowych.

SOLIDWORKS Simulation Premium

SOLIDWORKS Simulation Premium to najbogatszy pakiet, oferujący kompleksowe narzędzia do analiz nieliniowych i dynamiki płynów.

Główne funkcje, z których mogą korzystać użytkownicy SOLIDWORKS Premium:

• Symulacja nieliniowa: Analizy obejmujące duże odkształcenia, nieliniowe właściwości materiałów i warunki kontaktowe.
• Dynamika płynów (CFD): Analizy przepływu płynów, wymiany ciepła i interakcji między płynami a strukturami.
• Zaawansowane analizy zmęczeniowe: Dokładne badanie zmęczeniowe z uwzględnieniem nieliniowości.

Przykłady zastosowań:

• Analiza dużych deformacji w elastycznych materiałach, jak guma czy plastik.
• Symulacja przepływu płynów w rurach i kanałach.

Jeśli chciałbyś poznać różnice pomiędzy pakietami, przeczytaj nasz artykuł – Porównanie pakietu SOLIDWORKS Simulation Premium vs Standard.

Środowisko SOLIDWORKS Simulation – przyszłość analiz inżynierskich

Technologie symulacji i analiz inżynierskich stale się rozwijają. W przyszłości możemy spodziewać się jeszcze większej integracji SOLIDWORKS Simulation z innymi narzędziami CAD oraz rozwoju nowych funkcji, które umożliwią przeprowadzanie bardziej zaawansowanych analiz w krótszym czasie. Dzięki ciągłemu rozwojowi oprogramowania, użytkownicy mogą liczyć na coraz dokładniejsze i szybsze symulacje, które wspierają proces projektowania i optymalizacji konstrukcji – Poznaj SIMULIĘ na platformie 3DEXPERIENCE.

Podsumowanie

Przygotowanie modelu do analizy w SOLIDWORKS Simulation wymaga staranności i uwagi na każdy detal. Zdefiniowanie celu analizy, przygotowanie modelu 3D, określenie materiałów, ustawienie warunków brzegowych i obciążeń oraz generacja odpowiedniej siatki obliczeniowej to kluczowe kroki, które zapewnią wiarygodność i dokładność wyników. Dzięki tym krokom możesz być pewien, że Twoje symulacje w SOLIDWORKS będą efektywne i dostarczą wartościowych informacji potrzebnych do optymalizacji projektów inżynierskich.

Dodatkowo, wybór odpowiedniego pakietu SOLIDWORKS Simulation pozwoli na dokładne dopasowanie narzędzi do Twoich potrzeb analitycznych, niezależnie od złożoności projektu. Pamiętaj także o odopowiednim wyborze licencji SOLIDWORKS Simulation, uwzględniając potrzeby swojej firmy. Korzystając z dostępnych szkoleń, możesz nieustannie rozwijać swoje umiejętności i być na bieżąco z najnowszymi technologiami w dziedzinie analiz inżynierskich.

Środowisko SOLIDWORKS Simulation umożliwia przeprowadzanie kompleksowych analiz inżynierskich, takich jak analiza metodą elementów skończonych, analiza termiczna SOLIDWORKS, symulacja nieliniowa czy analiza dynamiczna SolidWorks. Dzięki integracji z SOLIDWORKS CAD, użytkownicy mają dostęp do zaawansowanych narzędzi analitycznych, które pozwalają na precyzyjne modelowanie i optymalizację projektów, zapewniając jednocześnie wysoki poziom dokładności wyników SOLIDWORKS Simulation i skrócony czas obliczeń. Dzięki SOLIDWORKS CAD możliwe jest również wirtualne testowanie, które wspiera rozwój inżynierii i technologii na najwyższym poziomie.