【SimSolid优秀作品赏析1】SimSolid精度校验与实际分析案例应用

本文摘要（由AI生成）：

本文主要介绍了SimSolid软件在工程应用中的特点和优势。通过拉伸试样件的仿真分析，验证了SimSolid软件计算的精度。同时，通过车轴矫直机的静力学分析，对比了SimSolid和传统有限元软件M的计算结果，发现SimSolid在计算速度、内存消耗和计算结果准确性方面具有优势。建议将SimSolid与Inspire、OptiStruct等结构优化软件联合，为机械行业新产品的研发与优化提供有效的技术支持。

《SimSolid精度校验与实际分析案例应用》

作者：何发龙  兰石研究院

以力学拉伸试样件为载体，将SimSolid软件计算结果与实验结果进行比较，仿真分析时建立模型同实验样品一致，建立应变片相应的几何区域，在SimSolid中查看相应区域应力值，与实验数据进行对比，验证SimSolid软件计算的精度。

试验材料使用12Cr2Mo1的韧性材料进行试验，首先根据尺寸进行车间加工，将试样件的相关区域粘贴应变片，粘贴完成后连接相关线路将试样件在万能试验机上进行试验，加载过程为20KN、30KN………70KN，到该加载数值时，试验机在相应拉力下停止两分钟，能够让应变仪记录准确的微应变数据，该试样件的厚度为10mm。

试样尺寸和应变片位置如下如所示：

几何尺寸

实验样品

根据相同的边界条件对试样件进行建模用SimSolid软件进行分析计算，查看相应位置处的应力应变云图：

实验应变片数据如下表：

对应应变片微应变数值

数据对比分析

上表中误差分析为实验值和SimSolid软件计算值比较，通过表中数据可得，试验数据与仿真数值相近，误差在5%左右，通过应变片的实际试验数据很好的验证了仿真数据，相同试样件通过不同的方法得到相应区域应力的大小，两种测定试样件相关力学参数的方法为以后大型机械某些区域的应力应变测试提供依据。

本文分别采用传统有限元软件M和SimSolid，在边界条件相同状态下，对车轴矫直机进行静力学分析，分析在油缸压力为27.5MPa时，矫直机大小钳臂的受力情况以及位移；同时对比两个软件应力和形变数值，为后续结构设计过程中采用SimSolid进行结构分析提供参考。

车轴矫直机几何模型如下图所示，主要部件有大小钳臂、钳口、油缸、模具等部件，工作时大小钳臂为主要受力部件，进行分析时采用整机分析。为验证SimSolid软件的计算结果，在SimSolid和传统有限元软件M中导入完全一样的几何模型。

车轴矫直机几何模型

车轴矫直机各部件的材料如下表, 底座底面为约束面，油缸内部压力为27.5MPa,接触根据实际情况分为绑定接触和摩擦接触两类，其中摩擦系数为0.3。

各部件材料属性

边界条件

接触对显示

应力值大小比较

根据上表结果可知：以传统有限元软件M计算结果为标准值时，SimSolid计算应力值都处于偏小状态，最大偏差在9.5%。

位移变形量大小比较

根据上表结果可知：以传统有限元软件M计算结果为标准值时，SimSolid计算位移量处于偏小状态，最大偏差在5.5%。

计算结果数值有差距，根据应力分布和位移变形量云图可知，两个软件在应力值、位移变形量的分布趋势是相近的，说明SimSolid计算结果具有一定的准确性。

• 在操作性方面，SimSolid软件相比HyperMesh，前处理简单快捷，在设置接触时容易快捷、在计算性能方面相比传统有限元软件M计算速度快、计算机内存消耗少；

• 计算结果具有准确性，并具有很好的参考价值。建议将SimSolid与Inspire、OptiStruct等结构优化软件联合，建立结构优化建模功能以达到结构前期设计的目的，为机械行业新产品的研发与优化提供有效的技术支持；

• 两软件计算结果有差别，个人倾向该软件用于结构设计的前期比较方便、快捷、还能提供有效的可行的方案和结果。设计后期仍可用SimSolid和传统有限元分析软件进行计算对比。