SimWise FEA：机械应力与热分析

SimWise FEA 是一款有限元分析工具
，可对机械零件执行应力、固有模态、愚笨和传热分析。它通过自动化流程处置 FEA 中的部门复杂工作
，同时也为熟悉有限元步骤的用户提供相应职能。

SimWise FEA 可从 CAD 系统导入几何
，并允许用户向模型增长结构和热分析有关实体
，从而形成设计的职能性结构原型。软件使用物理和数学步骤对该原型进行仿真
，并以图形和数值大局出现了局。用户可据此判断设计是否可能按预期运行
，以及是否必要批改。

SimWise FEA 提供一组可增长到 CAD 模型中的职能对象
，用于构建结构分析原型。这些对象蕴含：

• 集中载荷、散布载荷、扭矩和压力
• 约束和强造位移
• 指定温度、传导与对流热通量、辐射

这些数值都能够由 SimWise 公式说话驱动。与传统 FEA 产品中将对象施加到节点和单元的方式分歧
，SimWise 中这些对象会施加到底层几何上。

SimWise 使用迭代有限元分析求解器
，该求解器利用多核处置器
，并基于预前提共轭梯度法。SimWise FEA 使用十节点四面体单元
，并针对这类问题进行处置。

SimWise FEA 可执行以下分析类型：

• 线性静态应力
• 稳态热分析
• 瞬态热分析
• 固有模态
• 愚笨
• 热-结构结合分析

SimWise FEA 能够将 FEA 了局显示为着色等值线、变形状态或动画。除工程数值表
，SimWise FEA 还会推算安全系数和应力了局中的误差
，并且二者都能够作为着色等值线显示。

h-adaptivity 与网格节造

误差了局可用于驱动名为 h-adaptivity 的迭代求解过程。在该过程中
，误差了局会用于在误差较大的区域细化有限元网格
，并使用新的网格沉新求解。新了局中的误差会与指标进行比力；若是模型中的误差值仍超过指标
，则持续进行网格细化和分析
，直达到到误差指标。

若是必要对网格进行更多节造
，SimWise FEA 提供可附着到几何面或边的网格节造。该节造可在特定几何特点上指定网格尺寸
，天生的三维网格将沿着或逾越该几何特点形成指定尺寸。

SimWise 4D 优化

优化用于回覆设计若何改进的问题。当用户已经知路设计可能运行
，并具备所需结构强度后
，能够起头在沉量、成本、可造作性和机能等产品属性之间进行衡量。

SimWise 4D 蕴含 Red Cedar Technology 的 HEEDS 优化引擎。该引擎使用 SHERPA 算法
，遍历多个设计备选规划
，寻找满足指标和前提的设计参数。

优化必要三类内容：

• 参数：为实现优化指标而扭转的值。这些可所以 SimWise 中的多种数值
  ，例如弹簧刚度或关节地位。
• 指标：必要优化的值
  ？上允驹谝潜砩系 SimWise 量值
  ，以及无数 SimWise 对象属性
  ，都能够作为指标。
• 约束：用于为优化设置天堑
  ？上允驹谝潜砩系 SimWise 量值
  ，以及无数 SimWise 对象属性
  ，都能够作为天堑。

优化运行时
，引擎会为参数选择分歧数值
，并运行多个活动仿真、FEA 仿真或活动+FEA 结合仿真。HEEDS 引擎中的 SHERPA 搜索算法会疏导参数值的选择。每次运行的数据城市被保留并可供查看。每次运行城市凭据其满足优化前提的情况进行排序
，排序了局可用于确定设计中的数值。

若是 SimWise 模型是通过某个 CAD 插件从 CAD 系统传输而来
，用户也能够选择将 CAD 系统中的设计变量和尺寸传输到 SimWise。这些变量和尺寸也能够作为优化过程中的参数、指标或约束。每当优化引擎判断 CAD 变量或尺寸必要扭转时
，新的数值会传递给 CAD 系统
，模型会更新
，并沉新传回 SimWise 以进入下一步优化。

Simulink 接口

MATLAB/Simulink 常用于多个领域的节造系统设计和仿真。随着产品复杂度提升
，很多机械装配体味由节造器运行
，因而必要将节造器与机械系统一路进行仿真。

SimWise 可在 Simulink 中作为被控对象模型
，使 SimWise 模型能够作为代表机械模型的
？楦橹玫 Simulink 模型中。显示在 SimWise 仪表上的值
，能够界说为被控对象模型的输出信号
，并衔接到另一个 Simulink 
？榈氖淙。

Simulink 
？榈氖涑瞿芄幌谓拥 SimWise 中的输入控件
，该输入控件能够映射到 SimWise 对象的数值属性
，例如线性执行器产生的力或旋转电机的速度。

该接口的用处蕴含：

• 节造工程师可使用蕴含三维接触和摩擦等景象的动态机械模型测试节造算法。
• 机械工程师和节造工程师能够组合各自的模型。
• 可在设计流程较早阶段评估节造器和机械系统
  ，而不必要先构建物理原型。

SimWise Durability：委顿寿命分析

SimWise Durability 是 SimWise 4D 的附加
？
，用于在构建原型之前评估设计的使用寿命。委顿危险是结构失效的常见原因之一
，因而结构委顿寿命预测是产品设计中的一项工程内容。

SimWise 4D 已经能够推算由机构活动产生的动态载荷
，以及这些动态载荷引起的应力和应变。SimWise Durability 会将 FEA 委顿推算利用于应力/应变时程
，以确定零件委顿寿命。该数据会像 FEA 应力或温度了局一样
，以着色等值线图大局出现。用户可由此判断零件寿命是否切合设计指标
，以及必要在哪些地位进行批改以改善委顿寿命。

SimWise Durability 提供约 150 种蕴含委顿属性的资料
，有关属性凭据 SAE J1022。委顿寿命可使用单轴或双轴步骤推算
，SimWise Durability 同时支持这两种步骤。

支持的推算步骤蕴含：

• Manson Coffin
• Morrow
• Basquin
• ASME
• BWI Weld
• Smith-Watson-Toper
• Max Shear Strain
• Goodman
• Gerber
• Dang Van

SimWise 4D 是使用 SimWise Durability 的前提。

职能项目汇总

SimWise brochure 中列出了以下职能项目。

可丈量参数：

• 速度、加快度和位移
• 力和扭矩
• 摩擦力、碰撞
• 过问检测以及刚体之间的靠近距离

活动驱动：

• 电机和执行器
• 点力、扭矩、散布力、压力
• 表格输入、滑块、Simulink 控件

FEA：

• 应力、应变、挠度、振动、愚笨
• 传热、h-adaptivity
• FEA 了局仪表和安全系数图
• 进阶网格节造

输入几何体式：

• ACIS、Parasolid
• CATIA V5、NX
• STEP、IGES

约束：

• 刚性、动弹、球形、曲线槽、平面
• 杆、绳、弹簧、齿轮、皮带
• Bushings
• 通用约束（用户界说）
• 用于 FEA 的刚面子固定常数

集成活动与应力分析：

• 将关节力转换为散布载荷
• 将惯性信息传递给零件应力分析
• 在每个功夫步推算应力和应变
• 使用有限元技术求解冗余约束装配体

优化：

• 来自活动和 FEA 对象的参数、指标和约束
• 使用活动、FEA 或结合了局进行优化
• CAD 尺寸和变量可作为参数
• HEEDS 优化引擎

注解与尺寸标注：

• 文本和指针注解、向量
• 距离和半径尺寸

动画职能：

• 矫捷的关键帧和爆炸装配动画
• 阴影、表表渲染和纹理映射
• 使用裁剪平面剖切部门区域
• AVI 视频创建

输出：

• MS Excel 体式的仿真仪表数据
• 快照工具可创建 JPG、TIF 和 BMP 图像文件
• DAT files
• 用于网络分发的 VRML 和 HTML 文件
• 仿真汇报

易用性职能：

• 入门内容
• 在线教程指南
• CAD 环境仿照
• 一时缩放

CAD 与其他集成：

• Autodesk Inventor
• SpaceClaim
• SOLIDWORKS
• Solid Edge
• Geomagic Design
• MATLAB and Simulink
• Excel