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SolidWorks有限元分析是什么意思 SolidWorks有限元分析可靠吗
发布时间:2025/10/27 11:56:18

电脑型号:联想XiaoXinPro 14 ARH5R

系统:windows 11 家庭中文版

软件版本:SolidWorks 2023

设计完一个模型之后,我们可能还会想追问,这个零件强度够不够,能承受的最大力是多少?零件大概使用寿命为多少?想知道这些问题的答案,我们可以借助有限元分析的方法来解决,它是SolidWorks一个强大的功能。那么,SolidWorks有限元分析是什么意思,SolidWorks有限元分析可靠吗?下面为大家讲讲我的见解。

一、SolidWorks有限元分析是什么意思

SolidWorks有限元分析是一种SolidWorks自带的分析功能,通过“Simulation”这个插件实现。它可以对我们建立好的模型进行受力实验,并对实验结果进行分析,得到应力、位移等结果。简单来说就是模拟实物进行受力实验,然后得出结果,并且将结果以形象的云图来表示。SolidWorks有限元分析除了最基本的建立模型之外,还包括定义零件材料、定义零件交互方式、设置载荷和划分网格这四个步骤。

1、找到【SolidWorks Simulation】插件。【SolidWorks Simulation】在SolidWorks操作界面上方的【SolidWorks插件】的子选项中可以找到。

找到【simulation】插件
图1 找到【simulation】插件

2、定义零件材料。首先我们需要新建一个算例。点击与【SolidWorks插件】同一栏的【Simulation】,选择【新算例】。然后点击绿色的对勾就可以了。

新建算例
图2 新建算例

展开【零件】选项,找到对应的零件,右键该零件,然后选择【编辑零件材料】,系统会弹出一系列材料供我们选择。材料明细表的左侧是材料名称,右侧是具体材料的一些性能。选择需要的材料,点击应用即可。这一步就是模拟实物材料的过程,通过定义零件材料,来复现真实的材料使用情况。

定义零件材料
图3 定义零件材料

3、定义零件交互方式。在左侧工具栏找到【零件交互】,有接合、接触和空闲可以选择,根据工程上零件真实的交互方式选择即可。这一步就相当于是在模拟实物零件的连接方式。

定义零件交互方式
图4 定义零件交互方式

4、设置载荷。找到【外部载荷】选项,右键展开选项,有多种载荷形式可以选择,有力、力矩、压力等,根据需要选择合适的形式,进入编辑界面后,根据提示设置各种参数。这一步是在模拟真实的受力情况,能够实现力矩、扭矩、均布载荷等多种常见的受力。

设置载荷
图5 设置载荷

5、划分网格。找到左侧【网格】选项,右键选中,找到【生成网格】选项。进入编辑界面,首先选择【标准网格】,然后在下图中的第三个方框位置输入网格大小。划分网格也就是把零件划分成一个个小块来进行受力分析,这与有限元分析的算法有关,这一步是受力分析计算过程的关键。

划分网格
图6 划分网格

通过以上几个步骤,SolidWorks有限元分析就能从形状、材料、连接方式、受力等多个方面,全方位的模拟零件的真实情况。最后运行算例就可以得到分析结果,帮助我们设计零件,并且为工程应用提供数据支撑。

二、SolidWorks有限元分析可靠吗?

Solidworks有限元分析是否可靠,取决于人为的误差。因为就软件本身来讲,SolidWorks有限元分析和Ansys这类专业的仿真分析软件相比,准确程度是差不多的。只是Ansys我们通常用来进行流体仿真,而SolidWorks用于工程上的零件、装配体的仿真。而人为的误差主要来自于参数设置的误差以及模型建立的误差。

1、参数设计的误差。有限元分析里面有不少参数都需要我们自己设置,每一个参数都要保证准确,才能使我们的结果准确。通常来说,材料、交互方式、载荷等参数不容易出错,而网格划分是决定有限元分析结果的可靠性的关键。网格划分没有一个标准值,往往需要通过多次尝试才能找到适合的网格大小。网格划分过大会导致结果粗糙,过小可能会增加计算时间甚至导致算例运算失败,都会影响有限元分析的结果。

网格划分过大和过小情况
图7 网格划分过大和过小情况

2、SolidWorks有限元分析是针对我们建立的模型来进行的,那么模型跟实物的差别,当然就会影响有限元分析的结果。例如,实物上是有圆角的,而我们建模的时候没有建立圆角,得到的结果就当然不可靠。因为在实际零件当中,我们经常会使用圆角来减小应力集中,达到提高零件强度的目的。所以与实物不符的模型的有限元分析不能应用在实际零件上,在建模时尤其要注意圆角、倒角等小细节。

以上就是SolidWorks有限元分析是什么意思,SolidWorks有限元分析可靠吗的相关内容。SolidWorks有限元分析是将实物转化为三维模型,从材料、连接方式、受力情况等方面模拟真实情况并进行受力分析。SolidWorks有限元分析从软件本生来说是可靠的,然而结果的可靠性取决于是否存在人为误差。

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