進階偵測未充分限制的本體

未充分限制的本體進階方法會計算並顯示模型在模擬期間不穩定所產生的剛性 (或自由) 模式。

在 SOLIDWORKS Simulation Professional 和 SOLIDWORKS Simulation Premium 中提供。

未充分限制的本體進階偵測方法會將與有限元素模型相關的勁度矩陣轉換成尺寸較小的勁度矩陣 (通常每個本體會有三個平移和三個旋轉自由度)。接著會計算較小系統的未充分限制模式，與數學關係式原始系統同等。

將整體勁度矩陣轉換為尺寸較低勁度矩陣的方式如下：
  • 為每個本體引入一個代表節點 (參考點) 及六個自由度，以代表每個本體的平移和旋轉動作
  • 以代表節點的自由度取代原始自由度，進而轉換元素勁度矩陣
  • 組合轉換後的元素勁度矩陣，以決定尺寸較小的勁度矩陣

優點

求解速度更快。對在 SOLIDWORKS Simulation Standard 中需耗費數小時執行的模型中，偵測剛性本體模式只需要幾秒鐘。達到效能改進的基礎是採用在較低勁度矩陣上執行的奇異值分解 (SVD) 技術。較低勁度則是由本體間來自邊界條件、結合和接觸互動或連接器的介面曲面互動計算而得。

以下是較低勁度矩陣的範例：

每個本體會減少至勁度矩陣中只有一個參考點。整體勁度矩陣則從數十萬個自由度縮減到僅 18 個 (3 個本體 x 6 個自由度)。 進階方法會考量來自本體間互動的勁度。本體 1 和 2 會互相接觸，因此方法會考量兩者在參考點間的勁度影響。此方法也會考慮來自邊界條件的勁度，例如本體 1 和地面間的勁度。

SVD 技術會將較低勁度矩陣分解成三個矩陣。



U 及 V 向量彼此正交，可表示位移場的形狀。中間矩陣為對角矩陣。對角項代表本體間或本體與地面間連結的相對勁度。若任何對角項為零或接近零，則表示為剛性本體模式。

SOLIDWORKS Simulation Standard 分析以在原始較大勁度矩陣上執行的上下 (LU) 分解技術為基礎。分析需要更多時間。
偵測剛性本體模式時，此方法會考量您在靜態研究中套用的所有特徵，包括接觸互動和連接器。例如下方汽車懸吊組合件在零件間包含數個銷連接器。未充分限制的本體進階方法會在計算組合件的較低勁度矩陣時，考慮這些連接器的勁度。由於機制的關係，分析偵測到兩種剛性本體模式，一個平移和一個旋轉模式。


箭頭指向汽車懸吊組合件插銷連接器的位置


Z 方向的平移剛性本體模式


由於機制的關係，因此為沿 Z 方向旋轉本體模式

您可檢視整個組合件未受限制位移的動畫。

您可檢視傾斜方向的平移或旋轉動畫。在 SOLIDWORKS Simulation Standard 中，您只能檢視整體方向的自由動作。