基于SimSolid的不同结构方案的快速对比分析

                                                                                                                技术邻用户：TechmanLXS 

 

    基本问题简介

    该案例来源于实际工程问题。模型为车身内饰B柱上，该零件有一定的刚度要求。故首先验证其刚度，如果刚度可以满足要求，下一步方案为：去除背面的加强筋，判断其是否仍能满足要求。也就是说，还需要对比两种不同方案的结果。

    通过其他的案例展示，相信大家已经看到Simsolid的计算效率和精确度都挺不错的，而本案例重点在于展示SimSolid在以上基础上对不同方案对比时的优势。

    SimSolid可以基于之前的方案的边界条件，导入新方案时，新方案直接继承(我暂时这么叫)其边界条件，更加快速的得到分析结果。

     本案例主要有两大步分析：

    1、刚度分析，以及与之前optistruct模型的对标。

    2、新方案对比分析。

    一、刚度分析

    同时为了验证simsolid的精确度，将分析结果与optistruct进行了对比。

    首次按首先模型导入，下面是大致的分析的步骤

    1、定义用户材料

    由于库中没有笔者所用的材料，首先要建立一个自定义材料，材料的参数如下表所示：

                                                        表一、材料参数表

零件	材料	密度 kg/mm³	弹性模量 MPa	泊松比
B上	PP-lxs	0.97	2050	0.36

    SimSolid中材料参数设置界面如下图所示： 

                                                                                 图一、材料参数

    2、创建分析类型为线性静力学，设定边界条件

    对标实验方法和OptiStruct中的模型，依照如图所示的约束条件进行设置

                                                                             图二、边界条件

    下图为设置好的边界条件：

                                                                    图三、SimSolid中的边界条件

    3、设定载荷

    刚度分析，实验施加工况为直径为50mm的刚度。OptiStruct中可以用rbe3来简化，SimSolid则可以方便的创建Spot来实现，这一功能很棒，不用几何处理、编辑等。

                                                                   图四、SimSolid 的spot功能

    spot可以提前创建好，也可以在你用的时候再创建，最后施加载荷后的图示如下图所示：

 

                                                                             图五、刚度设置

    4、求解精度设定

本次分析，模型比较小，设定最高级别的精度。 

    5、提交求解

以上模型求解速度很快，总共不到1分钟的时间就计算完成。

    6、分析结果对比

    将结果与之前OptiStruct计算的模型进行对比

    左侧为OptiStruct的就计算的结果，右侧是SimSolid计算的结果。

 

                                                                     图六、结果对比

    由于OptiStruct为中面模型，模型有适当的简化；且选取施力的位置可能有一定的差别。所以两者还是有微小的差异， 差异大小为 -4.4%。

    由于笔者时间有限，没有做更进一步的精确度的对比。下一步笔者会计划做更为精确的对比分析，几何上切割保证相同的施力面积，并采用体网格来避免模型的简化。 

    本文重点是想讲述，如果分析者有多个模型想要做对比优化分析的便捷性，我们进入下一步。

二、新方案对比分析

    用Simolid来做对比方案简直太方便了。

     1、 Baseline

     如果你的project中只有一个study，那它默认的就是Baseline(暂时翻译为“基准”)。

     如果你的project中有多个study，那你需要选择一个作为你的Baseline，操作方法：在project上右键即可出来选项。

    笔者的案例就一个study，不需要做过多的调整。

 

                                                                              图七、Baseline

    2、导入新方案模型

    有了上述的Baseline，你就可以导入新的模型了，导入后模型自动加载baseline中的边界条件和载荷。如果边界条件的几何面有动过，只需要简单的升级一下即可。 下图所示红色标记的边界条件升级一下：

                                                                              图八、红色边界条件需要升级

    将去除加强筋的新方案的模型直接导入，升级边界条件，直接提交计算。这也是笔者认为Simsolid比较惊艳的功能之一。不用重新再设置一遍边界条件，这个又会节省多少时间还有无用功真是太赞了。

    3、 结果对比

    作为新方案对比，后处理也很方便：将一个结果保存一下，然后可以切换不同的study中查看。

     最后，将本案例中的两种方案进行对比，结果如下：左图是原始的有加强筋的方案，右图为去除加强筋的方案

                                                                   图九、结果对比

    去除加B面的强筋后，刚度变小，变形增大。增大后的模型与OptiStruct计算的结果相差为 8% 。

 

                                                                  图十、结果对比

     结论：

    对于该模型，simsolid计算的变形结果与OptiStruct计算的结果相比，误差较小，SimSolid有比较高的可信度。

    并且，SimSolid计算速度较快以及可以对不同方案进行快速验证，使用SimSolid在前期方案验证阶段可以大幅的缩短仿真时间，这对工程来说具有较高的实用意义。

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