SolidWorks Simulation有限元分析培训教程
SolidWorksSimulation有限元分析培训教程2
分析并评价有限元网格的质量
使用远程载荷特征以简化分析 使用和定义设计检查图解
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项目描述
/SOLIDWORKS © Dassault Systè mes | 机密信息 | 7/9/2015 | 参考： 3DS_Document_2012
图示万向节是用来传递扭矩的，从竖直方向传递到倾斜方向。该 装配体由背面的四个沉头螺栓连接到底座上，底座由2个M8的沉头 螺栓连接到另一个结构件中。通过对手柄施加2.5N的水平力来产生 扭矩。（从俯视图看，力的方向垂直于手柄臂） 分析的目标是获取装配体零部件上的应力和应变的分布。 而不关系轴、支架和曲柄上的变形和应力。
Surface based contact. Results at the contact interface are uniform but solution time is longer.
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Incompatible solid mesh: Simplified Bonding
/SOLIDWORKS © Dassault Systè mes | 机密信息 | 7/9/2015 | 参考： 3DS_Document_2012
/SOLIDWORKS © Dassault Systè mes | 机密信息 | 7/9/2015 | 参考： 3DS_Document_2012
项目分析： 由于对base部件的变形和应力不感兴趣， 所以可以压缩这个部件以简化网格。其对应的 接触条件和摩擦力可以用【虚拟壁】来实现。 虚拟壁的轴向刚度为1.6537E+13（N/m）/m^2 虚拟壁的正切刚度为6.2216E+12（N/m）/m^2
Node based contact. Results at the contact interface may be patchy but solution time is lower.
SolidWorks Simulation有限元分析
一.Solidworks Simulation中有四种单元类型：一阶实体四面体单元，二阶实体四面体单元，一阶三角形壳单元，一阶三角形壳单元，二.模型分析的关键步骤：1.创建算例：对模型的每次分析都是一个算例。
一个模型可包含多个算例。
2.应用材料：向模型添加包含物理信息（如屈服强度）的材料。
3.添加约束：模拟真实的模型装夹方式，对模型添加夹具（约束）。
4.施加载荷：载荷反映了作用在模型上的力。
5.划分网格：模型被细分为有限个单元。
6.运行分析：求解计算模型中的位移，应变和应力。
7.分析结果：解释分析的结果。
三.夹具类型及属性：标准夹具：1.固定几何体2.滚柱/滑杆3.固定铰链高级外部力：1.对称2.圆围对称3.使用参考几何体4.在平面上5.在圆柱子面上6.在球面上四.怎样装入Simulation：选择工具---插件命令，在弹出的插件对话框中的SolidworksPremium Add-ins插件栏中勾选Solidworks Simulation，并单击确定。
则会在命令管理器中显示Simulation管理器。
在插件对话框中还有Solidworks插件和其它插件两栏的命令可供选择。
五. Simulation（有限元分析）的操作步骤：打开一模型，单击Simulatio标签栏，1.单击新算例，在算例对话框中输入算例的名称（如深梁），并在类型中选择一种，点击确定；2.然后在模型树中选择名称（如深梁），单击应用材料命令，在弹出的材料对话框中选择一种材料，单击确定，对模型赋予材料；3.单击夹具顾问命令，在弹出的Simulation顾问对话框中单击添加夹具命令，在弹出的夹具对话框中的类型栏中的标准栏中单击固定几何体按钮，在符号设定下的符号大小中输入300，再选择一个面，也可以在高级栏中选择相应的命令，单击确定；4.再单击外部载荷顾问下拉列表中的压力命令，在弹出的压力对话框中类型栏中的类型中选择一个面，一般选择垂直于所选面选项，在压强值栏中选择压强的单位和压强值的大小，完成后单击确定；5.再单击运行下拉列表下的生成网格命令，在弹出的网格对话框中设置好后，单击确定；再单击运行按钮，系统自动运算完成，可以查看生成的几个结果。
SOliDWORKS有限元分析专题培训课件
二、生成网格和求解
1、选择运行菜单下生成网格命令，定义网格密度，自动对零件拆分，网格越 小，计算精度越高
2、运行算例，左击运行命令 后，系统自动求解，并输出应 力、位移和应变图解
三、结果分析和输出 应力图 位移图
应变图
右击结果应力，选中编辑定义，在变 型形状区域可以调整变形放大比例
放大24倍
真实
右击应力， 选择图标选 项命令，如 图，选中最 大、小注解， 应力图就会 显示最大和 最小应力的 大小和发生 位置
对应力图解进行ISO 裁剪，能找出零件应 力值等于某个值的所 有区域
右击相应图解，在 设定里选中将模型 叠加于变形形状上 可将模型显示
生成分析报告，选择报表， 选择输出包括部分和报表 途径，定 分析步骤
一、受力模型建立
二、网格设定和求解
三、结果分析，输出报告
1、设计零件
一、受力模型建立
2、打开solidworks仿真插件simiulation
3、静态分 析，依次 新算例， 静态命令
6、定义 外加载 荷
4、定义零件的材 料
5、添加夹具，模型必须有合 理的约束，使之无法移动
SolidWorksSimulation有限元分析培训教程
SolidWorksSimulation有限元分析培训教程SolidWorks Simulation是一种用于进行有限元分析的软件工具，它可以帮助工程师们在设计阶段，预测和模拟产品性能。
这样可以帮助他们提前发现和解决可能存在的问题，更加准确地评估产品的稳定性和可靠性。
在进行SolidWorks Simulation有限元分析之前，首先需要创建CAD模型。
然后，可以使用SolidWorks Simulation中的各种分析工具来模拟和测试产品的行为。
有限元分析是一种通过将复杂的结构分解成许多小的有限元来近似解决方程的方法。
这些有限元是通过将结构分割成离散的区域来建立的，每个区域都可以用简单的数学模型来表示。
然后，通过求解这些模型，可以预测产品在不同载荷下的响应和变形。
在进行分析之前，首先需要定义边界条件和载荷。
边界条件包括固定支撑点、连接约束等；载荷包括力、压力、温度等。
这些条件和载荷的定义将直接影响分析结果。
完成边界条件和载荷的定义后，可以对模型进行网格划分。
网格划分的目的是将有限元分析中所需的离散节点与连续物体的实际形状和尺寸相匹配。
划分网格后，可以通过求解有限元方程组来得到产品在给定条件下的响应和变形。
除了分析结果之外，SolidWorks Simulation还可以提供其他有用的信息，如应力分布、位移图、动画等。
这些信息可以帮助工程师们更好地理解产品的行为，并做出正确的决策。
1. SolidWorks Simulation的基本概念和界面介绍。
包括如何打开SolidWorks Simulation，如何导入CAD模型，如何创建分析模型等。
2.分析前的准备工作。
包括如何定义边界条件和载荷，如何选择适当的分析类型，如何进行网格划分等。
3.分析过程的设置和求解。
包括如何设置参数，如何进行求解，如何查看分析结果等。
4.分析结果的解读和分析。
包括如何分析应力分布、位移图、动画等结果，如何识别问题和改进设计。
SolidWorksSimulation有限元分析培训教程1
SolidWorksSimulation有限元分析培训教程1SolidWorksSimulation有限元分析培训教程1SolidWorks Simulation 是一种基于有限元分析的工程仿真软件，可用于对各种结构和组件进行强度、刚度、振动、热分析等。
为了正确使用和掌握SolidWorks Simulation，许多工程师和设计师都需要接受相应的培训教程。
本文将详细介绍SolidWorks Simulation的培训教程1 SolidWorks Simulation培训教程1主要介绍了软件的基本概念和应用技巧。
首先，教程会帮助学员了解有限元分析的基本原理和步骤。
有限元分析是一种工程计算方法，通过将结构或组件分成有限数量的小元素，并对每个元素进行力学、热学等计算，从而得到整体结构的行为特性。
了解有限元分析的原理和步骤对于正确使用SolidWorks Simulation非常重要。
接下来，教程将介绍SolidWorks Simulation软件的界面和功能。
学员将学习如何打开SolidWorks Simulation，并了解软件的各个工具和选项。
教程还将演示如何创建分析模型、定义材料属性和加载条件等。
同时，教程还会介绍SolidWorks Simulation中的求解器和结果显示工具，以及如何对结果进行解释和分析。
在教程的后半部分，学员将通过一系列示例来学习SolidWorks Simulation的具体应用技巧。
教程将涵盖不同类型的分析，如静力学分析、模态分析和热传导分析等。
每个示例都会详细演示如何设置分析条件、运行分析和解释结果。
除了基本的应用技巧，教程还将介绍一些进阶的功能和应用。
例如，学员将学习如何进行优化设计，以实现最佳的结构性能。
此外，教程还将介绍如何使用SolidWorks Simulation进行疲劳分析和动力学分析等更高级的技术。
总结起来，SolidWorks Simulation培训教程1 是学习SolidWorks Simulation的入门教程，它将帮助学员了解有限元分析的基本原理和步骤，并掌握SolidWorks Simulation的基本功能和应用技巧。
Solidworks有限元分析教程
线性静力分析：求解
▪ Open “Thermal contact resistance_transistor.sldasm” ▪ Explode the model and set preferred units to “SI” and
temperature units to “Kelvin” ▪ Define a thermal study “NoRes” ▪ Apply material “AISI 304” for “Voltage regulator” and
企业需求与有限元分析
▪ 更少的样机：省钱 ▪ 更短的周期：省时 ▪ 更好的质量：品质
Design Analysis Nhomakorabea限元分析的主要步骤
▪ 前处理
建立分析对象的有限元模型
▪ 求解
对有限元模型的计算工况进行求解
▪ 后处理
观察分析结果，评估设计是否符合要求
Cosmos/Works有限元分析的步骤
1. 建立几何模型 2. 定义材料属性 3. 定义边界条件(约束和载荷) 4. 划分网格 5. 求解 6. 查看和评估结果
线性静力分析：定义载荷
▪ Simulate heat resistance between parts for thermal analysis
Account for heat resistance of thin parts without actually modeling them!
Define thermal conductivity at the contact area to model the properties of the glue between the chip and the substrate
SolidWorksSimulation有限元分析培训教程1
SolidWorksSimulation有限元分析培训教程1SolidWorksSimulation有限元分析培训教程1SolidWorks Simulation是一种基于有限元分析（FEA）的软件工具，它能够帮助工程师们更好地理解和预测产品在不同工况下的性能。
本文将介绍SolidWorks Simulation有限元分析培训教程的第一部分内容。
SolidWorks Simulation有限元分析培训教程的第一部分主要涵盖了以下几个方面的内容：介绍有限元分析的基本原理和应用、软件界面的介绍和操作、建立有限元模型、设置边界条件、进行求解和结果分析。
首先，教程会介绍有限元分析的基本原理和应用。
有限元分析是一种数值计算方法，通过将实际结构或系统分割成有限数量的小元素，再通过求解这些小元素之间的相互作用，从而得到整个结构或系统的行为和性能。
有限元分析广泛应用于产品设计和工程分析领域，能够帮助工程师们更好地优化产品设计，提高产品的性能和可靠性。
同时，教程还会介绍如何设置边界条件。
边界条件是有限元分析中非常重要的一部分，它决定了结构或系统在分析过程中的约束和加载情况。
教程将会介绍如何设置约束条件和加载条件，如固定支撑、力加载、压力加载等。
最后，教程会介绍如何进行求解和结果分析。
求解是有限元分析的核心过程，它通过数值方法求解有限元模型的方程组，得到结构或系统的响应结果。
教程将会介绍如何进行求解，以及如何对求解结果进行后处理和分析，如应力分析、位移分析、变形分析等。
综上所述，SolidWorks Simulation有限元分析培训教程的第一部分内容涵盖了有限元分析的基本原理和应用、软件界面的介绍和操作、建立有限元模型、设置边界条件、进行求解和结果分析等方面的内容。
通过学习这些内容，工程师们能够更好地掌握SolidWorks Simulation有限元分析的基本技能，从而能够更好地应用于产品设计和工程分析中。
SolidWorks Simulation有限元分析
一.Solidworks Simulation中有四种单元类型：一阶实体四面体单元，二阶实体四面体单元，一阶三角形壳单元，一阶三角形壳单元，二.模型分析的关键步骤：1.创建算例：对模型的每次分析都是一个算例。
一个模型可包含多个算例。
2.应用材料：向模型添加包含物理信息（如屈服强度）的材料。
3.添加约束：模拟真实的模型装夹方式，对模型添加夹具（约束）。
4.施加载荷：载荷反映了作用在模型上的力。
5.划分网格：模型被细分为有限个单元。
6.运行分析：求解计算模型中的位移，应变和应力。
7.分析结果：解释分析的结果。
三.夹具类型及属性：标准夹具：1.固定几何体2.滚柱/滑杆3.固定铰链高级外部力：1.对称2.圆围对称3.使用参考几何体4.在平面上5.在圆柱子面上6.在球面上四.怎样装入Simulation：选择工具---插件命令，在弹出的插件对话框中的SolidworksPremium Add-ins插件栏中勾选Solidworks Simulation，并单击确定。
则会在命令管理器中显示Simulation管理器。
在插件对话框中还有Solidworks插件和其它插件两栏的命令可供选择。
五. Simulation（有限元分析）的操作步骤：打开一模型，单击Simulatio标签栏，1.单击新算例，在算例对话框中输入算例的名称（如深梁），并在类型中选择一种，点击确定；2.然后在模型树中选择名称（如深梁），单击应用材料命令，在弹出的材料对话框中选择一种材料，单击确定，对模型赋予材料；3.单击夹具顾问命令，在弹出的Simulation顾问对话框中单击添加夹具命令，在弹出的夹具对话框中的类型栏中的标准栏中单击固定几何体按钮，在符号设定下的符号大小中输入300，再选择一个面，也可以在高级栏中选择相应的命令，单击确定；4.再单击外部载荷顾问下拉列表中的压力命令，在弹出的压力对话框中类型栏中的类型中选择一个面，一般选择垂直于所选面选项，在压强值栏中选择压强的单位和压强值的大小，完成后单击确定；5.再单击运行下拉列表下的生成网格命令，在弹出的网格对话框中设置好后，单击确定；再单击运行按钮，系统自动运算完成，可以查看生成的几个结果。
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材料类型 延性
延性（保守） 具有不同张力和压缩强
度的脆性材料（例如 陶瓷） 脆性
FEA 结果解释—应变 应变是指长度 δ L 的变化与原始长度 L 之比。应变是一个无
量纲的量。
应变= δ L /L。
Simulation静态分析的使用限制
Simulation静态分析在下列假设下进行 材料是线性的 小变形（结构响应） 静态载荷
Solidworks Simulation Premium-白金包
非线性
Solidworks Simulation Professional-专业包
静态分析
模态/屈曲
热分析
跌落测试
谐波响应
时间-历史 瞬态响应
随机振动
Motion
疲劳
优化
压力容器
复合材料
什么是Finite Element Analysis (FEA)
SolidWorks Simulation 步骤
建立数学模型 建立有限元模型 求解有限元模型 结果分析
简化CAD几何模型的方建法立数学模型
特征消隐：合并或消除在分析中认为不重要的特征： 外圆角、圆边、标志等；
理想化 清除
通过离散化过程建，立将有数学限模元型模剖型分成有限单元，称
为网格划分。
网格– 用四边F形E或A中三角的形基对本CA概D几念
作用于模型的外表面的载荷： – 作用在面、连线或点上的力 – 扭矩、力矩 – 压力
作用于整个模型的载荷: – 重力、离心力 – 热载
理想化误差
FEA中的误差
创建数学模型
离散为有限元模型
数值误差
解算过程
离散化误差是FEA特有的，也只有这个误差能够在使用 FEA方法时被控制。影响数学模型的建模误差，是在 FEA之前引入的，只能通过正确的建模技术来控制。
/SOLIDWORKS © Dassault Systè mes | 机密信息 | 12/8/2019 | 参考： 3DS_Document_2012
SolidWorks Simulation基础培训
SolidWorks Simulation培训目录
绪论 有限元简介 第1章 分析流程 第2章 网格控制、应力集中、边界条件 第3章 带接触的装配体分析 第4章 对称和自平衡装配体 第5章 带接头的装配体分析 第6章 兼容/不兼容网格 第7章 网格细化的装配体分析
弯曲的小路用分段小路来代替 用短尺分段测量小路
FEA 步骤
一般来讲，FEA软件通常有以下三个步骤:
预处理 分析的类型（例如，静态，热，频率），材料的性能， 载荷和约束被定义（建立数学模型），并且模型被分为有限的 单元（建立有限元模型）。
求解 用来计算所需的结果（求解有限元模型）。 后处理 用来对结果进行分析（分析结果）。
FEA 结果解释—应力 应力要通过幅值、方向以及其作用的基准面来描述。某点的 应力状态可按以下分量予以完整描述：
SX：X 方向上的应力垂直于 YZ 基准面 SY：Y 方向上的应力垂直于 XZ 基准面 SZ：Z 方向上的应力垂直于 XY 基准面 TXY：Y 方向上的应力作用于垂直于 X 方向的基准面（YZ 基准面） TYX：X 方向上的应力作用于垂直于 Y 方向的基准面（XZ 基准面） TXZ：Z 方向上的应力作用于垂直于 X 方向的基准面（YZ 基准面） TZX：X 方向上的应力作用于垂直于 Z 方向的基准面（XY 基准面） TYZ：Z 方向上的应力作用于垂直于 Y 方向的基准面（XZ 基准面） TZY：Y 方向上的应力作用于垂直于 Z 方向的基准面（XY 基准面）
在高曲率区域中生成更多网格，在低曲率区域中生成 较少网格。 圆中最小单元数：此选项在单元大小介于最大值 最小值之间时有效。
绪论 有限元简介
主要内容
SolidWorks Simulation概述 有限元分析概述
SolidWorks Simulation的使用限制
SiSmRACu创l立ation 发展历程——辉煌的历史
COSMOS/M – 第一款用 于 PC 的 FEA 软件
发布 COSMOS 2008
1982
1985
几何模型
材料
载荷
约束
不确定性对比
划分网格—标准网格
网格大小 缺省值是系统基于SolidWorks模型几何形状的形状 自动建立的。使用缺省值可以使离散化误差保持 在可接受的范围内，同时计算时间较短。
它是按包围一个单元的球体（实体单元）或圆 （壳单元）的直径来定义的。
公差表示了网格特征单元的尺寸范围，如单元大 高级小为0.225in，公差设定为0.011，则所有单元的
第8章 薄件分析 第9章 混合网格——壳体和实体 第10章 混合网格——实体、梁和壳 第11章 设计情形 第12章 热应力分析 第13章 自适应网格 第14章 大位移分析
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第一个
SolidWorks 黄金合作伙伴
C
1995 1996 1997
2001 2002
C
2007
第一个 SolidWorks 合作伙伴,推出 CosmosWorks
与 SolidWorks
整合
SolidWorks
被 Dassault
Simulation 2009
Systemes
收购
SolidWorks Simulation 产品
有限元思想最早可以追溯到远古时代，在几个世 纪前就得到了应用。如用多边形（有个直线单 元）逼近圆来求圆的周长。
FEA不是唯一的数值分析工具，在工程领域还有 其它数值方法，如有限差分法、边界元法和有 限体积法（流体）。FEA占据了工程分析的软 件市场，而其它方法被归入小规模应用。
什么是FEA
例：如何用一根很短的尺子来测量从家到邮箱的小路的长度？
梁单元在每个端点处都有六个自由 度。
草稿品质（一阶）及高品质单元（二阶）
一阶单元：仅在对特定目标进行分析时使用，如 证实载荷或约束的方向。
二阶单元：准备用来作最后计算的算例均应该采 用高品质单元。
建立FEA 模型- 约束
描述所给的模型是如何与外 界相联系
固定一个面、线或点 允许滑动或转动
建立FEA 模型- 载荷
二阶（高质量）实体四面体单元
有十个节点（四个角点和六个中间 节点），并且每个节点又三个自由 度。
Simulation中的单元类型
壳单元示例
将面划分成小的三角形单元，并计算每一个 单元上的变形，从而解出整个零件的变形。
Simulation中的单元类型
一阶（草稿质量）三角形壳单元
有三个节点（分布在角上），并且 每个节点有六个自由度，意味着它 的位移可完全由三个平移分量和三 个转动分量描述。
线性分析 所有的材料用于Solidworks Simulation和Solidworks Simulation Professional的
材料，应力和应变成正比。
小变形
线性分析
任何结构在加载下均会变形。在Simulation中,我们假设变形很小。什么是 小变形的确切含义呢？通常的解释是变形相对于结构的整体尺寸来说很小。
Simulation中的单元类型
二阶（高质量）三角形壳单元
有六个节点：三个角节点和三个 中间节点。意味着位移可由三个 平移和三个转动组成。
Simulation中的单元类型
梁单元示例
将框架划分成小的梁单元，并计算每一个单 元上的变形，从而解出整个零件的变形。
Simulation中的单元类型
两节点梁单元的形状在初始时为平 直的，但可以假定形状在变形发生 后为三次方的一个函数。
求解误差是在计算过程中积累的，难于控制，但它们 通常都很小。
不要只根据该软件的结果进行设计决策。请结合试验数
据和实际经验来使用这些信息。最终设计必须接受现
场测试的检验。软件可通过减少、而不是完全免除现 场测试，来帮助您缩短投入市场的时间。
有限元网格中每个节点FE的A自计由算度构成
了未知量。
在结构分析中，节点的自由度可以 被看作节点的位移。位移是基本 的未知量，总是被最先计算。
CommandManager 页 面
分析库
分析树
算例页面
Simulation 算例顾问
项目描述
矩形带孔钢板
支撑及加载条 件
一侧固定支撑
一侧110000N
材料：AISI304
模型尺寸：长 200mm；宽 100mm，高 10mm，
孔直径为40mm
力学模型
预处理总结
要素名称
几何模型创建 材料属性
定义载荷
Von Mises 应力=
VON Mises应力是与坐标系无关
安全系数 = 材料的极限应力/模型中von Mises应力 主应力 – 在某一局部坐标系下，3个剪应力为零时3个
拉(压)应力称为主应力
Simulation中的失效准则汇总
准则 最大 von Mises 应力 最大抗剪应力 Mohr-Coulomb 应力
热分析中，基本的未知量是节点温 度。而温度是标量，因此对于每 个节点，只有一个未知量需要求 解。
FEA 结果解释—应力 当载荷应用到实体时，实体通过产生内部力（一般来讲 每个点都不一样）而尝试吸收其影响。这些内部力的强 度称为应力。应力单位为每单位面积的力。
应力分量
以一个受压条为例。P 点的应力状态可根据任意基准面 来描述。虽然合成应力总是相同，但应力分量的数值取 决于所选基准面。
第1章 分析流程
全面了解 第1章 Simulation界面 学习目标
用实体网格运行一个线性静态分析-静态 • 几何外形 • 材料属性 • 载荷 • 约束