SolidWorks Simulation有限元分析培训教程
SolidWorksSimulation有限元分析
SolidWorksSimulation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。
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。
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。
simulation有限元分析概述与分析流程介绍
SolidWorks Simulation概述
SolidWorks Simulaton 是一款基于有限元（即FEA数值）技术的设计分析软件，是SRAC开发的工 程分析软件产品之一。具体功能如下： ① 静力学分析--算例零件在只受静力情况下，零组件的应力、应变分布。 ② 固有频率和模态分析--确定零件或装配体的造型与其固有频率的关系，分析结构件在工 作频率下，是否会产生共振,帮助设计合适的零件避开激振频率。 ③ 热应力分析--在存在温度梯度情况下，零件的热应力分布情况，以及算例热量在零件和 装配体中的传播。 ④ 失稳分析--当压应力没有超过材料的屈服强度时，薄壁结构件发生的失稳情况。 ⑤ 疲劳分析--预测疲劳对产品全生命周期的影响，确定可能发生疲劳破坏的区域。 ⑥ 非线性分析--用于分析橡胶类或者塑料类的零件或装配体的行为，还用于分析金属结构 在达到屈服强度后的力学行为。也可用于考虑大扭转和大变形，如：突然失稳。 ⑦ 间隙/接触分析--在特定载荷下，两个或更多运动零件相互作用。例如在传动链或其他机 械系统中接触间隙未知的情况下分析应力和载荷传递。 ⑧ 优化--在保持满足其他性能判据（如应力失效）的前提下，自动定义最小体积设计。
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
主要内容
SolidWorks Simulation概述 什么是有限元分析（FEA） 有限元分析术语 有限元分析步骤 Simulation静态分析的使用限制 Simulation实例演示
Simulation 发展历程
/SOLIDWORKS © Dassault Systè mes | 机密信息 | 2/15/2019 | 参考： 3DS_Document_2012
SolidWorksSimulation有限元分析培训教程2
17
不兼容实体网格
实体接触面上的网格是独立不连续的，这里通过约束方程来确保网格的接合
Incompatible solid mesh: More Accurate Bonding
/SOLIDWORKS © Dassault Systè mes | 机密信息 | 7/9/2015 | 参考： 3DS_Document_2012
22
第7章 网格细化后的装配体分析
学习目标
/SOLIDWORKS © Dassault Systè mes | 机密信息 | 7/9/2015 | 参考： 3DS_Document_配体 在定义局部无穿透接触条件时使用初始间隙 自动生成局部接触定义 定义螺栓接头
8
Fixed 225 N
边界条件和网格划分
225 N
/SOLIDWORKS © Dassault Systè mes | 机密信息 | 7/9/2015 | 参考： 3DS_Document_2012
9
结果
练习 5-1 升降架装配体
/SOLIDWORKS © Dassault Systè mes | 机密信息 | 7/9/2015 | 参考： 3DS_Document_2012
载荷（直接转移）：适用于忽略的零部件被假设为比分析部件更 为柔软。 载荷/质量（刚性连接）：适用于忽略的零部件非常刚硬，可以假 设为刚体。 位移（刚性连接）:也适用于忽略的零件非常刚硬，可以假设为刚 体，但载荷需要指定为规定的位移。
26
/SOLIDWORKS © Dassault Systè mes | 机密信息 | 7/9/2015 | 参考： 3DS_Document_2012
4
第5章 带接头的装配体分析
SolidWorksSimulation有限元分析培训教程
SolidWorksSimulation有限元分析培训教程SolidWorks Simulation是一款强大的有限元分析软件，广泛应用于工程设计和分析领域。
本文将为您介绍SolidWorks Simulation有限元分析培训教程，帮助您更好地了解和掌握该软件。
首先，我们将介绍SolidWorks Simulation的基本概念和工作流程。
SolidWorks Simulation是一种基于有限元分析原理的虚拟仿真软件，可以帮助工程师预测产品在不同工况下的性能和行为。
它可以模拟各种物理现象，如结构应力、热传导、振动等，并提供详细的分析结果和可视化展示。
在使用SolidWorks Simulation进行有限元分析之前，我们需要进行准备工作。
首先，我们需要创建几何模型，可以使用SolidWorks软件进行建模。
然后，我们需要定义材料属性，包括材料的弹性模量、泊松比等参数。
接下来，我们需要设置边界条件和加载条件，以模拟实际工况。
在进行有限元分析之前，我们需要进行网格划分。
网格划分是将几何模型划分为小网格单元，用于数值计算。
SolidWorks Simulation提供了自动网格划分工具，可以根据用户定义的精度要求进行自动划分。
划分好网格后，我们可以进行材料和加载条件的分配。
完成准备工作后，我们可以进行有限元分析。
首先，我们可以进行静力分析，计算结构在静力工况下的应力和变形。
SolidWorks Simulation 提供了多种求解器，可以根据不同需求选择合适的求解器。
静力分析结果可以帮助我们评估结构的强度和刚度。
除了静力分析，SolidWorks Simulation还支持其他类型的分析。
例如，动力分析可以模拟结构在振动工况下的响应；热分析可以模拟结构在热传导工况下的温度分布。
这些分析可以帮助我们更全面地了解结构的行为和性能。
完成有限元分析后，我们可以查看分析结果并进行后处理。
SolidWorks Simulation提供了丰富的后处理工具，可以直观地展示分析结果。
simulation基础培训
关键步骤： （1）创建梁单元 （2）计算结点 （3）合并太靠近的结点 （4）指定结点类型 （5）加载夹具及载荷 （6）划分模型网格 （7）运行分析 （8）图解显示并分析结果
实例
颗粒分离器
3.一阶三角形壳单元
4.二阶三角形壳单元
5.横梁单元：
自由度
实体单元的节点有3个自由度；壳单元的节点有6个自由度
FEA计算
先求解每个节点3/6个位移分量
FEA结果解释
如何通过或否决一项设计？ 评价标准：可接受的最大变形、最大应力或最低自然频率 应力：1）Von Mises应力 2）主应力P1,P2,P3
实例分析：
第4章 对称和自平衡装配体
冷缩配合 对称 软弹簧
第5章 带接头的装配体分析
接头：刚性，螺栓，弹簧，连接，销钉，电焊，弹性支撑，轴承 实例：
第6章 兼容/不兼容网格
节到节 节到曲面 全局：兼容/不兼容
第7章 薄件分析
创建中面壳单元网格 从所选曲面创建壳网格 执行结构分析并使用壳单元分析结果 评价网格对应力集中的适应性
CAD几何体
简化几何体
数学模型（分析类型，材料属性，约束，载荷）
建立有限元模型 求解有限元模型
数学模型
FEA模型
FEA结果
结果分析 FEA中的误差 有限单元 SolidWorks Simulation中的单元类型 如何选择单元（实体？壳单元？草稿品质？高品质？）
1.一阶实体四面体单元
2.二阶实体四面体单元
Simulation基础
易山海
成都恒睿信息技术有限公司 2011.04
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实体单元示 例
将零件划分成小的四 面体单元，并计算每 一个单元上的变形，
一阶（草稿质量）四面体单元 共有四个节点，每个角上有一 个。每个节点有三个自由度， 意味着节点可完全由三个位移 分量来表示。
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。
壳单元示 例
/SOLIDWORKS © Dassault Systè mes | 机密信息 | 4/8/2020 | 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
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
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。
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。
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
/SOLIDWORKS © Dassault Systè mes | 机密信息 | 4/8/2020 | 参考： 3DS_Document_2012
• 理想化误差
• 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。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。
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）。
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
Simulation 发展历程——辉煌的历史
SRAC 创立
COSMOS/M – 第一款用 于 PC 的 FEA 软件
发布 COSMOS 2008
• 有限元网格中每个节点的自由度构成了未知量。
• 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。
• 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。
• 网格– 用四边形或三角形对CAD几何外形的近 似描述
• 单元– 网格中所存在的三角形(四面体)或四边 形(六面体)等
• 结点- 不同单元所联接在一起的点，结点是求 解未知量(通常是位移)所需的点
Simulation中 三维单元有：一阶实体四面体单元和二阶实体四面体单元； 二维单元有：一阶三角形壳单元和二阶三角形壳单元； 一维单元有：梁单元
1982
1985
第一个
SolidWorks 黄金合作伙伴
C
199519961997
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
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)
• 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？
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几何模型的方法
• 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、 分成有限单元，称为网格划分。
• 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
▪ 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
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
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。
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。