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【SimSolid优秀作品赏析3】回转工装结构分析

7月前浏览5483

本文摘要(由AI生成):

本文主要介绍了回转工装结构分析,作者分别使用SimSolid和OptiStruct进行了刚度分析和模态分析。分析结果显示,SimSolid刚度计算结果与Optistruct非常接近,模态分析结果也在合理范围内。在效率方面,SimSolid建模与计算时间比OptiStruct降低90%以上,效率惊人。回转工装的分析充分体现了SimSolid所具有的无网格、设置简单、计算速度快、计算精度高等优势。

       

Altair专家点评:

作者对回转工装结构分别使用SimSolid和OptiStruct进行了刚度分析和模态分析。分析显示SimSolid刚度计算结果与Optistruct非常接近;SimSolid模态分析结果与OptiStruct结果相比也在合理范围内(经试算,将接触精度设置为High,可将两者的模态频率误差在5%以内)。在效率方面,正如作者所说,“SimSolid建模与计算时间比OptiStruct降低90%以上,效率惊人!”。

回转工装的分析充分体现了SimSolid所具有的无网格、设置简单、计算速度快、计算精度高等优势。


《回转工装结构分析—SimSolid快速无网格仿真 

VS. OptiStruct传统有限元仿真》


作者:陆宇杰


回转工装几何模型

复杂装配体

 
 
 


工况示意图


 


OptiStruct有限元模型


 

单元:1195692四面体

节点:274308

部件之间采用绑定接触

螺栓简化成RBE2刚性连接

建模时间:2h左右,包含几何处理与网格划分

计算时间:

    垂向工况:2min30sec

    侧向工况:2min36sec

    模态工况:4min47sec

 
 


SimSolid模型


 

部件之间采用绑定接触

螺栓无需简化,全部保留

建模时间:小于5分钟

计算时间:

    垂向工况:18sec

    侧向工况:18sec

    模态工况:1min48sec


选择adaptive solution为6以获取较高精度结果

     

verticle

     

horizon

     

mode


垂向钻孔工况刚度仿真结果对比


OptiStruct

     

最大位移 3.904e-3mm

SimSolid

     

最大位移 3.735e-3mm

位置一致,误差:4.3%


侧向钻孔工况刚度仿真结果对比

OptiStruct

     

最大位移 3.607e-3mm

SimSolid

     

最大位移 3.575e-3mm

位置一致,误差:0.9%


模态工况仿真结果对比



OptiStruct


SimSolid

     
     

Mode1:振型一致,频率误差10.2%

     
     

Mode2:振型一致,频率误差13.8%

     
     

Mode3:振型一致,频率误差9.3%


关于应力结果的对比说明


垂向钻孔工况

OptiStruct

     

最大位移3.904e-3mm

SimSolid

     

最大位移3.735e-3mm

 

 关于应力结果,可以看到OptiStruct和SimSolid云图相似,数值误差在1Mpa之内。但是由于应力数值本身非常小,所以此处不再做细节比较



侧向钻孔工况

OptiStruct

     

最大位移3.904e-3mm

SimSolid

     

最大位移3.735e-3mm

 

 OptiStruct传统有限元仿真该位置为刚性连接加载,存在应力集中,亦不能作为标准结果。

 

精密机床部件,刚度要求非常严格;强度一般余量充足,可不做重点考察,SimSolid尤其适用。


对比总结


 


           
           

结论

1、本例使用 OptiStruct 与 SimSolid 对复杂装配体进行仿真,获得相近结果。静态工况刚度结果非常接近,侧向钻孔工况刚度误差只有0.9%。模态工况振型匹配良好,低阶模态具有一定误差,但在可接受范围内,高阶模态误差小。

2、SimSolid 建模与计算时间比 OptiStruct 降低90%以上,效率惊人。

3、SimSolid 无需几何简化的优势尤其适用于复杂装配体仿真。

4、SimSolid 尤其适用于精密机床行业,该行业特点为刚度要求严苛,强度余量充足可不做重点考虑。

5、本例与 OptiStruct 传统有限元比较,并非认为传统有限元绝对准确。相反,本例中的应力结果,传统有限元存在应力集中,某种程度上 SimSolid 结果可能更具合理性。后续可以进一步与实验对比获取准确的对比信息。

总体上讲,SimSolid 软件的效率优势非常明显,且仿真结果与传统有限元趋势匹配,精度在可接受范围内,在设计初期或者是设计快速验证中具有巨大的使用价值。

来源:Altair澳汰尔
OptiStruct几何处理SimSolid螺栓Altair
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-03-26
最近编辑:7月前
Altair澳汰尔
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