CADmaster

SOLIDWORKS Simulation использует анализ методом конечных элементов (МКЭ) для виртуального тестирования CAD-моделей и прогнозирования поведения изделий в реальной эксплуатации. С помощью этого решения можно проводить линейный статический, нелинейный статический и динамический анализ. Оно поставляется в трех комплектациях: Simulation Standard, Simulation Professional и Simulation Premium. Каждая комплектация более высокого уровня содержит удобные в использовании дополнительные функции, которые расширяют круг решаемых задач.

Возможности и преимущества

• Быстрый расчет множества характеристик изделия.
• Сокращение цикла разработки благодаря оптимизации конструкторских решений.
• Определение запаса прочности, усталостных напряжений и других параметров на ранних стадиях процесса.
• Сокращение расходов на материалы. SOLIDWORKS Simulation помогает выявить и исключить конструктивные элементы, применение которых не оправдано.
• Оптимизация затратных процессов испытаний и сертификации благодаря предварительному виртуальному тестированию и доработке изделия по его результатам.

SOLIDWORKS Simulation Standard

SOLIDWORKS Simulation Standard предоставляет конструкторам интуитивную среду виртуального тестирования, в которой проводятся линейный статический, динамический и усталостный анализ. В статических задачах (функция Static Study) подразумевается, что материалы обладают упругими и линейными свойствами, а все нагрузки и закрепления — статические, т.е. не изменяются со временем. На основании исходных условий рассчитываются напряжения в конструкции, деформации, сдвиги и прочностные характеристики.

Усталостный анализ посвящен определению многоцикловой усталостной прочности компонентов, подвергающихся различным переменным нагрузкам, пиковые значения которых ниже предела текучести материала. Места и временные отметки разрушения определяются методом накопления повреждений. Функции Trend Tracker и Design Insight Plot подсказывают специалистам, какие изменения в конструкции будут наиболее оптимальными. Динамический анализ выполняется с помощью инструмента, исследующего кинематику и динамику жестких тел. В нем определяются скорости, ускорения и перемещения изделия под рабочими нагрузками. Кроме того, у инженеров есть возможность рассчитывать энергетические потребности изделий с учетом пружинных и демпферных эффектов. По завершении динамического анализа нагрузки, действующие на компоненты извне и в соединениях, могут быть сохранены и использованы в функциях линейного анализа для полноты картины.

В SOLIDWORKS Simulation Standard реализован комплексный инженерный подход, помогающий специалистам убедиться в правильности функционирования изделия и соблюдении требований по долговечности.

SOLIDWORKS Simulation Professional

SOLIDWORKS Simulation Professional содержит мощные, удобные в использовании средства комплексного физического анализа. Для того чтобы в расчетах напряжений учитывался эффект теплового расширения материала, в исходные данные для линейного статического анализа добавляется распределение температур, полученное при статических или переходных тепловых расчетах. Если изделие в процессе эксплуатации подвергается вибрации, настоятельно рекомендуется выполнить частотный анализ, который выявит собственные частоты и поможет принять меры для того, чтобы изделие не входило в резонанс, резко снижающий его долговечность.

Анализ возможных вариантов реализован в SOLIDWORKS Simulation Professional как задача параметрической оптимизации. Пользователи варьируют параметры модели, материалы, нагрузки и удерживающие усилия, чтобы выявить, какая конструкция окажется наиболее оптимальной и надежной. Чрезмерно тонкие компоненты, к которым приложена нагрузка в своей плоскости, могут потерять устойчивость, даже если величина нагрузки намного меньше предела текучести; такое их состояние выявляется при решении задачи прогиба. Для обеспечения надежности сосудов высокого давления существует функция, которая формирует сводку приведенных к линейному виду напряжений, обусловленных давлениями и нагрузками в трубопроводной системе. Решая топологическую задачу, инженеры подбирают конструкцию, обладающую наименьшей массой, но одновременно и достаточной прочностью под линейной упругой статической нагрузкой. SOLIDWORKS Simulation Professional помогает инженерам разрабатывать современные инновационные изделия, обладающие необходимой прочностью, надежностью и долговечностью.

SOLIDWORKS Simulation Premium

SOLIDWORKS Simulation Premium позволяет решать три типа сложных задач: нелинейные статические, нелинейные динамические и линейные динамические. Линейные динамические задачи основываются на результатах частотного анализа и заключаются в определении напряжений при вибрационных нагрузках. Инженеры получают информацию о воздействии динамических (в том числе ударных) нагрузок и могут даже исследовать реакцию линейных упругих материалов на землетрясения.

Средства нелинейного анализа предоставляют инженерам сведения о поведении изделий из различных материалов: металла, резины, пластмасс и т.п. При этом учитываются большие деформации и сила трения скольжения.

В нелинейных статических задачах подразумевается, что конструкция подвергается статическим нагрузкам, которые могут действовать на нее с заданной очередностью. Учет материалов в модели позволяет определять остаточные деформации и напряжения, возникающие из-за повышенных нагрузок, а также моделировать пружины и зажимные приспособления.

В нелинейных динамических задачах в расчет принимаются действующие в реальном времени переменные нагрузки. К возможностям нелинейного статического анализа здесь добавляется расчет эффекта от ударных воздействий.

SOLIDWORKS Simulation Premium позволяет инженерам исследовать реальное поведение изделий, не прибегая к каким-либо упрощениям.

Функциональные возможности

Некоторые из описанных возможностей могут присутствовать не во всех комплектациях SOLIDWORKS Simulation или быть реализованными в ограниченном виде.

Взаимодействие со средствами проектирования SOLIDWORKS

• Работа в среде SOLIDWORKS 3D CAD
• Поддержка конфигураций и материалов SOLIDWORKS
• Справочная система, документация и база знаний
• Запись макросов и интерфейсы прикладного программирования (API)

Результаты и постпроцессинг

• Наложение результатов расчетов на графику SOLIDWORKS
• Расчет напряжений, сдвигов, деформаций и прочностных характеристик
• Расчет сил реакции и моментов
• Графическое представление результатов: изолинии, изоповерхности, поверхности, сечения
• Анимация результатов
• Измерительный инструмент
• Сравнение результатов
• Выявление максимумов напряжений
• Решение уравнений
• Настраиваемые сводные отчеты
• Вывод результатов из SOLIDWORKS Simulation в eDrawings

Анализ методом конечных элементов

• Анализ однотельных и многотельных деталей
• Анализ сборок
• Моделирование тел, оболочек и балок
• 3D- и 2D-анализ
• Адаптивные элементы типов H и P
• Возможности управления сеткой
• Субмоделирование
• Распределенный анализ

Типы анализа

• Линейный статический анализ
• Усталостный анализ
• Частотный анализ
• Анализ линейных прогибов
• Линейный тепловой расчет
• Параметрическая оптимизация
• Топологические задачи
• Испытания на падение
• Моделирование сосудов высокого давления
• Временной кинематический анализ
• Событийный кинематический анализ
• Линейный динамический анализ
• Нелинейный статический анализ
• Нелинейный динамический анализ

Условия касания

• Контакты с трением, скольжением и натягом
• Самокасание
• Контактное тепловое сопротивление
• Изолированный контакт

Соединительные элементы

• Болты, пружины, штифты, упругие опоры, подшипники
• Проверка соединителей на безопасность
• Торцевые и точечные сварные швы

Нагрузки и граничные условия

• Поддержка декартовых, цилиндрических и сферических систем координат
• Крепления для задания нулевых и ненулевых смещений
• Нагрузки на конструкцию
• Термические нагрузки
• Импорт потоков и термических эффектов
• Диспетчер схем нагрузки
• Графики нагрузки