在 SOLIDWORKS SIMULATION 中执行仿真所需的基本步骤

您需要执行以下基本步骤才能在 SOLIDWORKS Simulation 中完成有限元分析。接下来将讨论这些步骤。

准备模型

有限元分析（FEA）需要一个描述良好的模型进行研究，以便执行正确的分析，从而提供合理的结果。在 FEA 中，会做出不同的假设和简化，例如 3D 几何模型和建议的分析类型。需要对设计进行简化和修复，以便在分析期间减少计算时间。通过将正确的假设与良好的稳健模型相结合，可以实现成功的技术分析。

指定材料属性

在 SOLIDWORKS 中为部件建模时，可以为模型指定材料。您也可以为导入到仿真环境中的模型指定材料。要在仿真环境中应用材料，请在仿真树中右键单击模型的名称；将显示一个快捷菜单，如图 7-6 所示。

从 应用收藏材料（Apply Favorite Material） 列表中选择材料，或选择 应用/编辑材料（Apply/Edit Material） 选项；将显示 材料（Material） 对话框，如图 7-7 所示。选择所需的材料（合金钢）；所选材料的属性将显示出来，如图 7-7 所示。您会注意到材料属性将以红色、蓝色和黑色显示。这些颜色描述了所选算例的必选和可选属性。红色描述（弹性模量、泊松比、质量密度、屈服强度）表示该属性对于当前分析类型和模型材料是必选的。蓝色描述（抗拉强度、抗压强度、热膨胀系数）表示可选属性。黑色描述（剪切模量、热导率、比热、材料阻尼比）表示这些属性不适用于当前算例。

注

如果您正在处理装配体或复合材料，则需要展开零件节点，然后右键单击该零件来应用材料。
在 SOLIDWORKS Simulation 中应用的材料不会影响 SOLIDWORKS 中 CAD 模型应用的材料。

应用载荷和约束

应用载荷和约束是为了定义实际的环境条件。应用的载荷和约束在仿真树中由图标表示。SOLIDWORKS Simulation 提供上下文相关的选项来定义约束。例如，如果选择了参考轴或所选面是圆柱面，程序会要求您定义径向、周向和轴向约束。

如果您进行几何更改，使得实体不再被定义，那么在将约束或载荷应用到该实体后，该约束将变为悬空。SOLIDWORKS Simulation 会给您一条消息，列出您定义的每个算例的悬空约束或载荷。

网格划分

FEA 提供了一种可靠的数值技术来分析工程设计。该过程从创建几何模型开始。然后，程序将模型细分为称为单元的小型简单形状块，这些单元在称为节点的公共点处连接。将模型细分为小块的过程称为网格划分。

网格划分是设计分析中的关键步骤。SOLIDWORKS Simulation 允许您创建实体单元（3D 四面体）、壳单元（2D 三角形）或梁单元（1D 线性）的网格。实体网格适用于笨重或复杂的 3D 模型。壳单元适用于薄零件（如钣金）。结果的准确性取决于网格的质量。一般来说，网格越精确、越精细，精度就越高。生成的网格取决于以下因素：

• 网格类型（实体、使用中间面的壳或使用曲面的壳）。

• 活动的网格首选项。

• 网格控制。

• 静态和热装配体问题的接触条件。

• 全局单元大小和网格公差。

运行算例

在指定材料、定义载荷和约束以及对模型进行网格划分后，您可以运行算例。

SOLIDWORKS Simulation 有四种求解器选项：Auto、FFEPlus、Direct Sparse 和 Large Problem Direct Sparse。默认情况下，SimulationXpress 和 SOLIDWORKS Simulation 使用 FEEPlus 求解器。求解器在您定义算例属性时选择。在某些情况下，如果所选求解器不支持算例中使用的所有选项，程序会自动切换到另一个求解器。只要使用相同的网格，所有求解器都会提供相同的结果。但是，性能和速度会因问题的类型和规模而异。

查看结果

算例完成后，您可以为每种分析类型自动生成标准图解。分析类型的标准图解是最常用的结果。例如，运行静态算例后，SOLIDWORKS Simulation 会创建包含应力、位移和应变默认图解的结果文件夹。您可以通过在仿真树中双击其节点来查看图解。

您还可以右键单击 结果（Results） 节点，然后从显示的快捷菜单中选择所需选项来查看其他图解。您还可以自动生成包含所有可用图解的报告。为此，请选择 Simulation CommandManager 中的 报告（Report） 工具；将显示 报告选项（Report Options） 对话框。填写所需的输入并选择 发布（Publish） 按钮；算例的报告将以 Word 文档形式生成。

注

定义参数时不必保持上述顺序。您可以按任意顺序定义这些参数，但请确保在运行算例之前已应用所有必要的参数。