После создания проекта в SolidWorks, возможно, потребуется ответить на некоторые вопросы, например:
- Может ли деталь сломаться?
- Каким образом она будет деформирована?
- Можно ли использовать меньший объем материала без ущерба эксплуатационным характеристикам?
Без использования инструментов для моделирования ответ на эти вопросы может быть получен только путем реализации дорогостоящих и длительных циклов разработки, которые обычно включают следующие этапы:
- Построение модели в системе автоматизированного проектирования SolidWorks.
- Создание опытного образца проекта.
- Производственные испытания опытного образца.
- Оценка результатов производственных испытаний.
- Изменение проекта на основе результатов производственных испытаний.
Этот процесс продолжается до получения удовлетворительного решения. Моделирование может помочь вам решить следующие задачи:
- Снизить затраты, выполнив тестирование модели на компьютере, а не в процессе производственных испытаний.
- Сократить время, необходимое для представления продуктов на рынок, путем уменьшения количества циклов разработки изделия.
- Оптимизировать разработку, выполнив моделирование концепций и сценариев прежде, чем принять окончательное решение.
Анализ напряжения
В процессе анализа напряжений или статического анализа на основе материала, ограничений и нагрузок рассчитываются перемещения, нагрузки и напряжения в детали. Материал разрушается, когда напряжение достигнет определенного уровня. Разные материалы разрушаются при различных уровнях напряжения. Для расчета напряжений SimulationXpress использует линейный статический анализ на основе метода конечных элементов. Чтобы рассчитать напряжения в детали, при линейном статическом анализе делается несколько допущений.
Метод конечных элементов
Метод конечных элементов (FEM) - это надежный численный метод для анализа задач по проектированию. FEM разбивает сложную задачу на несколько простых. В нем модель делится на несколько простых форм, называемых элементами.
 |
 |
| Модель САПР кронштейна |
Модель, разделенная на мелкие части (элементы) |
Элементы имеют общие точки, называемые узлами. Поведение этих элементов хорошо известно при любых возможных сценариях с использованием опор и приложением нагрузок. Движение каждого узла полностью описывается перемещениями в направлениях X, Y и Z, которые называют степенями свободы (направление приложения силы). Анализ с использованием метода FEM называется анализом конечных элементов (FEA).
 |
| Тетраэдральный элемент. Красные точки обозначают узлы элемента. Кромки элементов могут быть изогнутыми или прямыми. |
SimulationXpress составляет уравнения, управляющие поведением каждого элемента и учитывающие его связи с другими элементами. Эти уравнения устанавливают взаимосвязь между перемещениями и известными свойствами материалов, креплениями и нагрузками.
Затем SimulationXpress преобразует уравнения в большую систему алгебраических уравнений. Решающая программа обнаруживает перемещения в направлениях X, Y и Z в каждом узле.
Используя перемещения, SimulationXpress рассчитывает нагрузки, действующие в различных направлениях. Наконец, программа использует математические выражения для расчета напряжений.