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要快还是要精度?我测试了3个例子

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本文摘要:(由ai生成)

本文介绍了Altair Simsolid无网格结构分析软件,可快速对复杂CAD装配体进行结构分析,无需几何准备和网格划分。通过三个案例测试了Simsolid的计算结果并与Abaqus进行对比,发现Simsolid在位移计算上精度较高,但在应力计算上有一定误差。文章认为Simsolid更适合结构工程师使用,其精度虽略逊但能满足需求,关键在于提高设计效率。

Altair Simsolid是Altair公司的无网格结构分析软件,其主要针对快速设计迭代的结构分析,是一款面向设计师的仿真软件。

Altair官网上对Simsolid是这样介绍的:“SimSolid 是面向设计师、工程师和分析师的颠覆性仿真技术,可在几分钟内对结构复杂的 CAD 装配体进行结构分析。它消除了传统结构仿真中非常耗时、非常专业且非常易出错的两项任务:几何准备和网格划分。
可在现实条件下对多个设计方案进行快速仿真。可以使用任何通用格式导入 CAD 模型。SimSolid 可兼容不精确几何,这意味着与 CAD 嵌入式仿真工具不同,SimSolid 在分析设计之前无需简化复杂的几何形状。
SimSolid 支持所有典型连接 (螺栓、粘结、焊接、铆钉、滑动) 和线性静力学、模态、热分析,以及更复杂的耦合、非线性、瞬态分析。SimSolid 提供的仿真能力有助于用户做出更快的工程决策,从而更快地开发出优质产品,以击败竞争对手,成功将产品推向市场”。

打开simsolid界面,其界面具体如下图:

非常简洁,界面上的菜单本就不多,且大部分均是灰色,可以点击的仅有三个图标。其中两个是导入,一个是打开。点击第二个图标,则可以导入几何模型。

其支持的几何格式还是比较多的,常见的几个三维设计软件的格式都支持。但是试了一下似乎只能导入“实体”,而不能导入“壳”或者“线”这种几何。
导入之后,几何模型呈现了灰色,有种高冷美。

这里有个很有意思的功能是可以随机更改几何显示的颜色:
接下来就是选择分析类型,可以选的类型包括“Structural”“Modal”“Dynamics”“Thermal”和“Fatigue”几种,其中Strucutural又包括Structural linear,strucutural nonlinear和Multi-loadcases,选择分析类型之后,后续就是指定材料,指定边界,指定荷载,提交计算。具体流程和其他有限元软件几乎一致,但是不需要划分网格。
本文主要通过三个简单的例子,以简要测试一下simsolid的计算结果并与abaqus的计算结果进行对比。
案例1:
立方体受横向剪切:

位移


应力

注意在simsolid中,legend标签中默认出现的最大或者最小值并不是实际的最大最小值,实际上的最大或者最小值是上方显示的max值,min值。
从结果看,simsolid最大位移为39.43,abaqus为38.88,还是比较接近的,误差1.4%,Simsolid最大应力为7551.5,Abaqus为7108.6,误差稍大一些,为6.2%;最小应力差别更大,出现的位置也不一样。
案例2:
平板的几何非线性受弯

位移


应力

即使对于这种几何非线性问题,Simsolid位移结果精度也很不错,最大位移为1.1648e4,abaqus为1.1615e4,误差0.3%,分布位置一致;最大应力simsold和abaqus分别为6.0741e3和6.8406e3,误差11.2%,考虑到该问题为纯弯,应力分布为在长度方向上基本一致,二者应力分布位置可以认为是一致的。
案例3:
立方体的模态分析求解频率

各阶的频率基本是接近的,可以推断应该没有出现漏频的情况,最小频率的误差约为1.98%;

第9阶模态云图

以上,即是本文针对静力线性,静力非线性和模态分析三个案例对simsolid进行简单的测试,实践表明,对于这种规则的结构,即使是变形较大的几何非线性问题,simsolid对于位移也能给出较为准确的结果,当然对于应力,simsolid即使是静力线性,也未能给出5%以下的误差结果。对于模态,计算结果较为准确。实际上,还可以针对更为复杂结构进行进一步的对比。当然,对于simsolid来说,其可能更多的时候针对的是结构工程师而非仿真工程师,其精度差一些并不是不能接受,对于该软件更需要考虑的一个问题可能是“结构工程师作为工业产品设计中的主力输出,其在繁复的设计和绘图工作之间,是否还有空和有意愿用simsolid进行一下仿真”。
全文完,感谢阅读!


来源:有限元术
Abaqus静力学非线性通用焊接材料SimSolid螺栓Altair装配
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首次发布时间:2024-11-01
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寒江雪_123
硕士 | cae工程师 签名征集中
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