Home CAD Solidworks Confronto tra tutti i pacchetti di simulazione SOLIDWORKS: Da base ad avanzato

Confronto tra tutti i pacchetti di simulazione SOLIDWORKS: Da base ad avanzato

SOLIDWORKS offre quattro livelli distinti di simulazione. Il pacchetto di simulazione più elementare si trova all’interno del pacchetto di progettazione 3D chiamato SOLIDWORKS Premium. Strumenti di simulazione più avanzati si trovano in Simulation Standard, Simulation Professional e Simulation Premium.

Ogni livello di Simulazione SOLIDWORKS include funzionalità più avanzate man mano che si sale di livello (i pacchetti di livello superiore includono tutte le funzionalità dei livelli precedenti). In questo blog, confronteremo tutti i livelli dei pacchetti SOLIDWORKS Simulation e vedremo degli esempi, in modo che lei possa determinare quale sia il livello di SOLIDWORKS Simulation più adatto a lei e alla sua azienda.

SOLIDWORKS PREMIUM

Funzioni di simulazione in SOLIDWORKS Premium:

- Analisi statica lineare di parti e assiemi

- Analisi del movimento (cinematica)

SOLIDWORKS Premium offre tutte le funzionalità di analisi statica lineare sia sulle parti che sugli assiemi, da cui è possibile tracciare sollecitazioni, deformazioni, spostamenti e altro ancora. Il pacchetto offre anche la possibilità di animare completamente gli assiemi per trovare risultati come forze, slancio, energia, potenza, velocità e accelerazioni tra i componenti in movimento.

Perché SOLIDWORKS Premium?

Se la sua azienda sviluppa progetti portanti e mobili, allora SOLIDWORKS Premium si ripagherà da solo, se costruisce prototipi costosi per determinare se i suoi progetti falliranno.

Prenda in considerazione un’analisi statica lineare di un assemblaggio di trunnion. I trunnion fanno parte di un giunto rotante in cui un albero viene inserito in un cilindro completo o parziale. Applicando i materiali, i fissaggi delle cerniere e un carico di 5.000 libbre, possiamo trovare rapidamente i punti in cui si verificano le sollecitazioni e gli spostamenti più elevati. Possiamo anche analizzare i grafici del Fattore di Sicurezza, che sono particolarmente importanti da conoscere per costruire una certa quantità di sicurezza nei nostri progetti. (Figura 1)

Immagini il tempo e il denaro che la sua azienda può risparmiare utilizzando uno strumento completo di analisi statica lineare per identificare rapidamente i potenziali guasti del progetto, eliminando la necessità di costruire prototipi costosi per scoprire i punti deboli del progetto.

Figura 1: Configurazione e risultati di FEA lineare

Il prossimo esempio riguarda il movimento fisico di un gruppo camma valvola, dove l’attenzione si concentra sull’analisi delle forze di reazione che esistono tra la camma e il bilanciere.

A Analisi del movimento può simulare e analizzare con precisione gli effetti degli elementi di movimento (comprese le forze, le molle, gli ammortizzatori e l’attrito) su un gruppo. Dopo aver eseguito uno studio del movimento sull’assemblaggio della camma della valvola, possiamo facilmente creare un grafico per osservare le forze di reazione che esistono dove la camma e il bilanciere si incontrano durante il movimento. (Figura 2)

Figura 2: Risultati dello studio sul movimento

Simulazione standard SOLIDWORKS

Caratteristiche della simulazione in SOLIDWORKS Simulation Standard:

- Analisi statica lineare per parti e assiemi

- Analisi del movimento (cinematica)

- Analisi della fatica (Alto Ciclo Costante e Ampiezza Variabile)

SOLIDWORKS Simulation Standard è il livello successivo di simulazione che sblocca non solo le funzionalità di simulazione di SOLIDWORKS Premium, ma anche la possibilità di eseguire analisi di fatica ad ampiezza costante o variabile. Include anche uno strumento chiamato Trend Tracker che le permette di trovare le tendenze nei risultati della simulazione.

Perché SOLIDWORKS Simulation Standard?

Sia che la sua azienda progetti per la resistenza sia che progetti per la vita, lo strumento Analisi della fatica di Simulation Standard può mostrare rapidamente il numero di cicli o di blocchi che causerebbero un cedimento nei suoi progetti. Può anche mostrare il numero di cicli fino a quando i suoi progetti si guasteranno e la percentuale di vita consumata dall’input dell’evento di fatica definito.

Può anche trovare il fattore di sicurezza del carico per il cedimento per fatica e tracciare l’indicatore di biassialità, che aiuta a determinare un fattore di riduzione della resistenza alla fatica per i suoi studi.

(Vedere le Figure 3 e 4 per esempi di diagrammi di un’analisi di fatica).

Figura 3: Grafico della percentuale di danno

Figura 4: Grafico del ciclo di vita totale minimo Grafico delle aspettative

Gli analisti FEA spesso cercano le tendenze nei risultati quando eseguono diverse simulazioni sui loro progetti. Trend Tracker consente alla sua azienda di seguire le tendenze degli studi statici esistenti. Può impostare un punto di riferimento da confrontare con i risultati futuri.

Prendiamo, ad esempio, il modello nella Figura 5. Possiamo modificare alcune caratteristiche dopo aver impostato il progetto di base per visualizzare graficamente i cambiamenti nei risultati di peso e sollecitazione. (Figura 6). È anche possibile visualizzare un documento di trend journal che rivela non solo i risultati della simulazione, ma anche un confronto dei valori percentuali dei risultati dell’esecuzione della simulazione di base. (Figura 7)

Figura 5: Risultato delle sollecitazioni del modello e della simulazione di base

Figura 6: Risultati dello studio del movimento

Figura 7: Risultati del Trend Journal

SOLIDWORKS Simulation Professional

Caratteristiche della simulazione in SOLIDWORKS Simulation Professional:

SOLIDWORKS Simulation Professional è il livello successivo degli strumenti di simulazione. Se deve determinare le frequenze di risonanza nei suoi progetti o ha bisogno di un buon strumento di analisi per gli studi termici a regime e transitori, SOLIDWORKS Simulation Professional può soddisfare entrambe le esigenze e molto di più. Può anche utilizzare lo strumento di ottimizzazione per identificare il progetto più ottimale per raggiungere il suo obiettivo specifico.

Perché SOLIDWORKS Simulation Professional?

Se la sua azienda ha bisogno di fare qualcosa di più di studi FEA lineari e di fatica, SOLIDWORKS Simulation Professional può aiutarla.

Ad esempio, nei casi in cui la vibrazione delle parti dovuta alla risonanza è un problema, è meglio progettare le parti in modo che risuonino al di fuori di determinati intervalli di frequenza. Simulation Professional consente di eseguire un numero qualsiasi di tracciati Mode Shape per osservare il movimento Mode Shape a determinate frequenze e fornirà un elenco di frequenze e valori di periodo per ogni Mode Shape risolto. (Figura 8)

Figura 8: Grafico della forma del modo e elenco delle frequenze di risonanza

Lo strumento di ottimizzazione di Simulation Professional può ottimizzare un progetto per soddisfare determinati criteri di progettazione, iterando automaticamente una serie di variabili. Le figure 9 e 10 mostrano di nuovo il modello del trunnion. Per identificare il design più ottimale, possiamo definire un obiettivo (ad esempio, minimizzare il peso totale del nostro modello) e definire dimensioni specifiche da variare in una gamma di valori. Lo strumento di ottimizzazione esegue una serie di studi di simulazione, trovando la combinazione migliore per raggiungere gli obiettivi del progetto. (Figura 10). Si pensi al risparmio di tempo e denaro che si ottiene trovando rapidamente il design migliore con lo strumento di Ottimizzazione di Simulation Professional.

Figura 9: Dimensioni del modello rispetto alla gamma e impostazione dello studio di ottimizzazione

Figura 10: Modello modificato al risultato di progettazione più ottimale

SOLIDWORKS Simulation Premium

Funzioni di simulazione in SOLIDWORKS Simulation Premium:

- Statica / Dinamica non lineare

- Analisi delle vibrazioni casuali

- Analisi della cronologia modale

- Analisi degli spettri di risposta agli urti

SOLIDWORKS Simulation Premium è il pacchetto di simulazione di livello più alto che l’applicazione desktop SOLIDWORKS offre per l’analisi FEA. Simulation Premium offre tutto ciò che è presente negli altri pacchetti di simulazione, oltre all’analisi statica non lineare e all’analisi dinamica lineare e non lineare. Offre anche la possibilità di analizzare parti di elementi shell come un laminato composito.

Perché SOLIDWORKS Simulation Premium?

SOLIDWORKS Simulation Premium è ideale per le aziende che devono analizzare materiali non lineari o materiali in plasticità. Un esempio di come Simulation Premium può gestire l’analisi dei materiali non lineari è dimostrato con uno stivale CV in gomma (sotto). Quando si crea un materiale personalizzato, si possono selezionare modelli di materiale specifici per risolvere i materiali iperplastici e inserire dati personalizzati per le curve di Tensione semplice, Tensione e Tensione piana biassiale.

Dopo aver eseguito l’analisi, può osservare le sollecitazioni, gli spostamenti e le deformazioni sui suoi modelli. (Figure 11 e 12) Inoltre, può lasciare che il solutore emetta le costanti del materiale dall’analisi o inserire le sue costanti del materiale note per risolvere l’analisi non lineare.

Figura 11: Modello e risultato delle sollecitazioni von Mises non lineari

Figura 12: Posizione rilevata per il grafico dello spostamento

Se la sua azienda ha bisogno di analizzare apparecchiature che subiscono dinamicamente urti, vibrazioni cicliche e casuali e carichi di tipo peak response, SOLIDWORKS Simulation Premium può aiutarla. Può gestire i risultati di output in queste condizioni utilizzando metodi di Dinamica Lineare come la Cronologia Modale, le Armoniche, le Vibrazioni Casuali e gli Spettri di Risposta. Può anche gestire l’analisi dinamica non lineare.

Ad esempio, se costruisce un’apparecchiatura che deve supportare un motore in funzione, come quella della Figura 13, può utilizzare SOLIDWORKS Premium per eseguire un’analisi armonica. Può anche sostituire l’apparecchiatura in funzione con schemi di configurazione più avanzati, come lo strumento Massa Remota, per ridurre la durata dell’analisi. Di conseguenza, può determinare gli spostamenti a determinate frequenze e visualizzare graficamente la sollecitazione di picco o l’ampiezza di frequenza di picco in direzioni specifiche. (Figure 14 e 15)