SOLIDWORKS Simulation 2018的亮點(diǎn)：全新的拓?fù)溲芯抗δ?/a>

SOLIDWORKS Simulation 2018引入了一種新的研究類型–拓?fù)溲芯�，幫助設(shè)計(jì)人員和工程師能夠開(kāi)發(fā)出創(chuàng)新的最小質(zhì)量的元件。在線性靜態(tài)載荷和約束的條件下，拓?fù)溲芯繉�從有限元網(wǎng)格中“移除”元素，直到達(dá)到目標(biāo)質(zhì)量或最好的剛度和重量的尺寸比例為止。

氣體輔助鉸鏈升降機(jī)構(gòu)

這種元素去除的迭代過(guò)程受限于研究限制，例如最大允許撓度和任何制造控制。讓我們通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)深入研究這個(gè)新的研究。該模型如下圖所示，是一個(gè)簡(jiǎn)單的氣體輔助鉸鏈提升機(jī)構(gòu)，其任務(wù)是在保持其剛度的同時(shí)，優(yōu)化藍(lán)色部分部件的設(shè)計(jì)，以減少其質(zhì)量。

設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程的第一步是確定鏈接在鉸鏈操作過(guò)程中的負(fù)載。目前所發(fā)布的拓?fù)溲芯康陌姹�，只能�?yīng)用于包含單個(gè)物體的零件，但是鏈接所經(jīng)歷的負(fù)載是由于裝配運(yùn)動(dòng)所引起的。通過(guò)對(duì)裝配體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，可以計(jì)算出連桿連接點(diǎn)上的載荷，并將其轉(zhuǎn)移到零件進(jìn)行分析。藍(lán)色鏈接上的載荷用下圖中黃色箭頭的大小和氣撐上的最大載荷來(lái)表示。

由運(yùn)動(dòng)分析所計(jì)算出來(lái)的應(yīng)力

在運(yùn)行拓?fù)溲芯恐�前，�?duì)您的零件進(jìn)行靜態(tài)研究是一種很好的做法，以確保所應(yīng)用的載荷不會(huì)導(dǎo)致違反線性靜態(tài)假設(shè)的小撓度和低于零件屈服強(qiáng)度的應(yīng)力。

創(chuàng)建拓?fù)溲芯颗c靜態(tài)研究沒(méi)有什么不同；材料、載荷和約束都是一樣的。不同的是兩個(gè)新輸入條件:目標(biāo)和約束以及制造控制。

拓?fù)溲芯康哪繕?biāo)可以是最大限度地減少零件的質(zhì)量或位移，或使其剛度（最佳剛度重量比）最大化。從最佳剛度重量比（最大剛度）選項(xiàng)開(kāi)始，這是一個(gè)很好的做法。

在拓?fù)溲芯科陂g，如果不希望超過(guò)該組件的最大位移，那么通過(guò)位移限制選項(xiàng)，該選項(xiàng)的可以最大限度的減少最大位移或最小化質(zhì)量。所有三個(gè)目標(biāo)總是最小化質(zhì)量。降低目標(biāo)重量的效果如下圖所示。

拓?fù)溲芯吭O(shè)置的最后一步是添加若干個(gè)制造控制。這是一個(gè)可選的步驟，不需要進(jìn)行研究運(yùn)行，但它使您能夠同時(shí)控制結(jié)果形狀，也可以考慮下游的制造方法。制造控制是保留區(qū)域，使您可以從拓?fù)溥^(guò)程中排除模型的指定區(qū)域，控制厚度，設(shè)置最小特征厚度以及模型的對(duì)稱性，并定義作為鑄造約束的去模拉方向。

SOLIDWORKS Simulation包括一個(gè)負(fù)載案例管理器，這對(duì)于這個(gè)模擬非常理想。因?yàn)槟�可以確定最小的質(zhì)量組件，它在整個(gè)鉸鏈操作過(guò)程中滿足所有的負(fù)載。

對(duì)于那些可以使用3D打印機(jī)的人來(lái)說(shuō)，拓?fù)溲芯康慕Y(jié)果可以導(dǎo)出為平滑的網(wǎng)格。這種網(wǎng)格可以直接發(fā)送到3D打印機(jī)進(jìn)行制造，但是進(jìn)一步驗(yàn)證基于打印機(jī)材料的組件是必不可少的。

但這并不是說(shuō)拓?fù)溲芯繘](méi)有用于傳統(tǒng)的制造過(guò)程。拓?fù)溲芯康慕Y(jié)果可以疊加到原始幾何圖形上，并作為指導(dǎo)，為傳統(tǒng)的CAM解決方案創(chuàng)建挖去的部分和氣孔。

拓?fù)鋵W(xué)、3D打印等新興的解決方案正在改變對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的期望值。隨著SOLIDWORKS 2018年的發(fā)布，用戶可以利用這些新的制造技術(shù)和工藝流程，將創(chuàng)新產(chǎn)品推向市場(chǎng)。通過(guò)將拓?fù)溲芯颗c增材制造的結(jié)合使用，企業(yè)可以重新設(shè)計(jì)現(xiàn)有零件以減輕重量。提高零件的性能（最佳強(qiáng)度重量比），并通過(guò)將多個(gè)連接零件組合成一個(gè)零件來(lái)減少零件數(shù)量。

來(lái)源：Dassault
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