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。讓我們通過一個(gè)簡單的例子來深入研究這個(gè)新的研究。該模型如下圖所示，是一個(gè)簡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)化過程的第一步是確定鏈接在鉸鏈操作過程中的負(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)動所引起的。通過對裝配體進(jìn)行運(yùn)動分析，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表示。

由運(yùn)動分析所計(jì)算出來的應(yīng)力

在運(yùn)行拓?fù)溲芯恐�前，對您的零件進(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，如果不希望超過該組件的最大位移，那么通過位移限制選項(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^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)鉸鏈操作過程中滿足所有的負(fù)載。

對于那些可以使用3D打印機(jī)的人來說，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。

但這并不是說拓?fù)溲芯繘]有用于傳統(tǒng)的制造過程。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。通過將拓?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），并通過將多個(gè)連接零件組合成一個(gè)零件來減少零件數(shù)量。

來源：Dassault
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