AEC | Altair SimSolid 无网格求解器高效探索大型钢结构设计

Altair^® SimSolid^TM 是一项技术突破，允许土木工程师在几分钟内分析特征完备的 CAD 装配体，无需进行几何简化和网格划分。这使得工程师能够在大型结构中预见更好的替代方案，并在现有项目时间表内快速发展设计。借助 SimSolid，设计团队可以对其最复杂的零件进行多次迭代，并以惊人的速度探索大型装配体的多种替代方案。

SimSolid 具备以下特征：

• 无网格技术

• 无需任何几何简化

• 适用大型复杂装配体

• 几秒到几分钟给出准确结果

• 支持非线性和动力学分析

• 自动识别螺母和螺栓

• 自动创建接触和焊接

SimSolid 革新了现有的大型钢结构分析：无网格，精度高、比80%的钢结构分析工具更快、更轻松处理大型装配体和复杂钢结构节点。

关于精度，国际有限元组织（NAFEMS）曾做过标准测试，与传统有限元软件结果相比，这些测试结果差异在5%以内。

标准测试结果汇总表 (NAFEMS)

https://www.nafems.org/publications/resource_center/bm_jan_20_1/

我们将通过以下四个案例为大家介绍一下 SimSolid 在大型建筑结构上的应用特点。

该舞台整个装配体有7738个零件，从几何导入到结果输出，SimSolid 在2小时内就完成了一轮性能评估，建模约60分钟，主要处理连接的创建和检查，求解约30分钟。

可能同样的时间，传统分析只够考虑做怎样的几何简化来减少网格划分和计算机求解的工作量，而无网格求解器 SimSolid 已经完成了整个结构的评估。针对此类大型结构，在设计的早期引入 SimSolid 来应对大型结构的频繁变更，将极大缩短项目设计周期。

对于此类钢结构，SimSolid 可以直接分析完整的装配体，不用做任何几何简化。这样的好处是，边界条件可以完整地施加在真实的几何上。如果对几何进行简化，势必也要花更多的时间和专业知识来衡量简化后的边界条件。

对于 SimSolid 无网格求解器而言，完整的装配体分析，虽然零件个数多达上千个，但是求解时间并不会急剧增大，通常在几分钟就完成，并且这样的求解速度不需要借助 GPU 加速，普通的个人笔记本电脑就可以。

上图是常见的厂房结构，零件数目2517，进行线性分析，在个人笔记本上不到一分钟就可以求解完成。这种在极短的时间查看主要传力路径的能力，借助 SimSolid 是能够轻易做到的。

而且，借助 SimSolid，无太多仿真经验的设计工程师也可以轻易做到，因为 SimSolid 去除了专业知识要求较高的几何简化和网格划分。针对此类桁架结构，设计工程师可以在简单的1天培训后，就可以着手分析并很快得到结果，可以将大部分时间真正用在结构多方案探索上。

类似上图的钢结构节点是分析时的难点和重点，此处几何复杂多变，也是传力的关键部位。SimSolid 分析复杂钢结构节点时，不用任何几何简化，可以保留整个钢节点的详细细节设计，直接在原始几何上验证，螺栓螺母也可以直接以实体几何的形式参与计算。这种保留全部几何特征的分析，在 SimSolid 中建模操作简单，查看结果更直观。此类复杂节点的分析，在 SimSolid 中可以化繁为简，不再是一个分析难点，可以轻易展开。

因为以上应用特点，Altair SimSolid分析大型钢结构的能力不断在用户现场得到认可。

多贝玛亚索道公司（DOPPELMAYR SEILBAHNEN）是索道技术与世界市场的领导者，为观光旅游和城市建设提供舒适、安全和高效的运送解决方案。他们经过谨慎调研，最终决定将 SimSolid 应用在缆车建筑的设计分析中，实现了工作量和时间的大幅减少。他们给出了如下评价：

图片源自 Doppelmayr Seilbahnen GmbH

Digital Architects 是奥地利一家建筑公司，为私人和企业客户提供建筑、工程和施工咨询服务。他们将SimSolid用在实验室建筑的屋顶设计上，对整个屋顶的装配体进行仿真，研究所有的变量。在不折减刚度的情况下，实现了原材料的节省，在有限的预算和紧迫的项目周期内完成了设计。他们给出了如下评价：