Po vytvoření návrhu v SOLIDWORKS budete pravděpodobně hledat odpovědi na otázky typu:
- Může se díl zlomit?
- Jak se zdeformuje?
- Mohu použít méně materiálu, aniž by byla dotčena kvalita dílu?
Bez simulačních nástrojů lze odpovědi na tyto otázky nalézt pouze za použití drahých a časově náročných vývojových cyklů, jejichž součástí obvykle bývají tyto činnosti:
-
Vytvoření modelu v CAD systému SOLIDWORKS.
- Vytvoření prototypu návrhu.
- Otestování prototypu v praxi.
- Vyhodnocení výsledků praktických zkoušek.
- Změna návrhu na základě výsledků praktických zkoušek.
Tento proces by pokračoval tak dlouho, dokud bychom nenašli uspokojivé řešení. Simulace vám může pomoci s následujícími úkoly:
-
Snížení nákladů díky testování modelu v počítači namísto nákladných praktických zkoušek.
- Zkrátit dobu uvedení produktu na trh díky snížení počtu vývojových cyklů.
- Optimalizace návrhů pomocí simulace konceptů a scénářů před učiněním konečného rozhodnutí.
Analýza napětí
Při analýze napětí nebo statické analýze se vypočítávají posuny, namáhání a napětí v dílu v závislosti na použitém materiálu, uchycení a zatížení. Materiál selže, pokud napětí dosáhne určité úrovně. Různé materiály selhávají při různých úrovních napětí. SimulationXpress používá k výpočtu napětí lineární statickou analýzu založenou na metodě konečných prvků. Lineární statická analýza vychází při výpočtu napětí v dílu z několika předpokladů.
Metoda konečných prvků
Metoda konečných prvků (FEM) je spolehlivá numerická metoda analýzy technických návrhů. Metoda konečných prvků nahrazuje řešení komplexního problému řešením několika jednoduchých problémů. Rozdělí model na mnoho malých částí složených z jednoduchých tvarů, které se nazývají elementy.
|
|
| CAD model konzoly |
Model rozdělený na menší části (prvky) |
Elementy sdílí společné body, které se nazývají uzly. Chování těchto elementů je ve všech možných scénářích podpory a zatížení známé. Pohyb každého z těchto uzlů je plně popsán translacemi ve směrech X, Y a Z nazývanými stupně volnosti (SV). Analýza pomocí metody konečných elementů se nazývá také analýza konečných elementů.
|
| Čtyřúhelníkový prvek. Červené tečky představují uzly elementu. Hrany elementu mohou být zakřivené nebo rovné. |
SimulationXpress formuluje rovnice, které řídí chování každého z elementů a bere přitom v úvahu propojení těchto elementů s jinými elementy. Tyto rovnice vytváří vztahy posunů k známým vlastnostem materiálů, uchycením a zatížením.
SimulationXpress dále tyto rovnice uspořádá do velké skupiny simultánních algebraických rovnic. Řešitel najde posuny ve směrech X, Y a Z v každém uzlu.
SimulationXpress vypočítá s využitím posunů namáhání v různých směrech. Nakonec vypočítá pomocí matematických výrazů jednotlivá napětí.