【用户分享】使用Simdroid 进行结构仿真分析的技巧分享


在进行结构仿真分析时,首先要确定分析对象以及该对象适用的条件;其次是确定该对象的参数及合理的参数范围;然后进行几何模型的建立和选择合适的网格进行剖分;最后进行材料、边界条件的设置并提交求解器计算,得到分析结果后进一步完成仿真APP的开发。

一、确定分析对象及其所适用的条件

该物体是什么样的?适合三维建模还是二维模型简化?它受几种载荷?受力点(面)在哪儿?约束点(面)在哪儿?这些问题都需要在脑子里先有一个形象的画面,这样才更有助于我们下一步的三维建模。例如这个内外牙螺母,它受弯矩的面如果是外环上部,那么根据实际情况约束面就要选择内环的某部。


二、确定参数及其大致范围
关于参数的选择不仅要结合实际,还要考虑到后面的网格剖分和APP界面的参数调节时的键盘步进问题。

大家在设置参数时,可以考虑把单位级别调大一位,这样调整参数后再进行网格剖分时不容易出现网格不匹配的情况。另外APP封装时默认的键盘步进是0.1,位数越小精度越高;有时候会出现调完参数后新的几何模型剖分不了的情况,此时可以考虑像下图所示的调整方法:把21mm在表达式中按照高一级的单位2.1cm输入。

内外牙螺母抗弯矩分析参数设置

三、选择合适的网格进行剖分

在这个案例中经过测试,以几何模型“最小直边”的长度为最小尺寸,最大尺寸取其5~10倍时效果比较好。

内外牙螺母抗弯矩分析案例中的网格剖分参数

当然对于一些特殊的结构,粗部与细部差距过大时,最大尺寸可适当取大一些。例如下图所示的电锤转换杆模型,它的螺纹部分需要用细网格剖分来保证计算的精确度,而杆部则可以用粗网格以节省计算资源。

电锤转换杆受力分析APP

四、计算求解时报告浏览器的使用

内外牙螺母抗弯矩分析案例

在网格剖分和计算时建议打开报告浏览器,通常在网格剖分失败或者计算失败时,它会用醒目的红色来提醒你出错了,可以让你及时的发现问题出在哪儿以便尽快修改调整。而在平时做其他操作时,也可以关掉它,以便用更大的屏幕空间显示其他信息。

五、在APP界面选定最终的参数范围时需要注意的两点


内外牙螺母抗弯矩分析APP参数设置

一是方向问题:在三维建模里生成的图元,默认方向是沿坐标轴方向,参数改变时离原点近的“底”默认是不动的,尺寸变化后移动的是离原点远的一端。如果是两个图元摞在一起的,如下图所示情况:

路障石球自重下受压分析模型

下方图元的高度调小的时候很容易和上边的图元“断开”,所以进行参数设置和绑定时要注意相同尺寸的绑定和联动。

二是错位问题:有一些特殊操作生成的三维实体,在改变参数时容易引起图元内部错位,比如最常见的三维螺旋线扫掠,在三维螺旋线大半径改变的时候,往往会与扫掠截面偏离,导致扫掠错误,生成不出来所需的三维实体。这个时候需要在建模的时候考虑是否调整半径,或者事先做好扫掠截面圆心与原点的距离的绑定等。


在基于Simdroid完成本次内外牙螺母抗弯矩分析案例的过程中得到了云道智造多位老师的帮助和支持,尤其是张桃老师前期不厌其烦地帮我解疑答难,在此深表感谢。同时希望我的这些拙见能够对像我一样刚接触仿真不久的同学有所帮助,文中有不足和疏漏的地方还请各位在评论区多多指正。


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