Модули SolidWorks Simulation

Одним из наиболее эффективных с точки зрения функционала и эргономики является семейство модулей SolidWorks Simulation, включающее:

- модуль анализа движения SolidWorks Motion (ранее известный как COSMOS Motion),

- модуль прочностного расчета SolidWorks Simulation (ранее COSMOS Works),

- модуль гидрогазодинамики и теплопередачи SolidWorks FlowSimulation (ранее COSMOS FloWorks).

Все они базируются на современных алгоритмах численного анализа, непрерывно совершенствуются, качественно валидированы и исчерпывающе документированы.

Базовые функциональные возможности семейства Simulation в зависимости от конфигурации приведены в таблице 3.1.

 

Таблица 3.1

 

Функциональные возможности модулей различных редакций SolidWorks

 

Продукты и конфигурации Simulation	SolidWorks Premium	SolidWorks Simulation Professional	SolidWorks Simulation Premium	SolidWorks Flow Simulation
Моделирование кинематики сборок и механизмов	+	+	+
Прогнозирование отказов изделий	+	+	+
Движение, управляемое событием		+	+
Сравнение и оптимизация изделий		+	+	+
Расчет собственных частот		+	+
Прогнозирование потери устойчивости		+	+
Имитация падения		+	+
Расчет многоцикловой усталости		+	+
Моделирование пластических и резиноподобных сред			+
Моделирование многослойных композитов			+
Задачи с вынужденными колебаниями			+
Нелинейная динамика			+
Моделирование тепловых эффектов без учета движения среды		+	+	+
Моделирование тепловых эффектов с учетом движения среды				+

 

Следует отметить, что начальная конфигурация Simualtion, входящая в SolidWorksPremium, позволяет осуществлять полноценный анализ деталей и сборок с учетом разнообразных контактных условий, в том числе нелинейных и посадки с натягом, наличия виртуальных соединителей: штифтов, резьбовых соединений с натягом, пружин, оснований, опор с подшипниками и т.п., с применением анизотропных материалов, разнообразных нагрузок, а также позволяет строить модели на основе конечных элементов разных типов: объемных, балочных/стержневых, оболочечных и любых их комбинаций.

Конфигурации более высокого уровня позволяют осуществлять другие типы анализа, в частности имитацию падения (рис. 3.1, 3.2), расчет собственных частот и линейной устойчивости, имитировать нелинейное поведение материалов, рассчитывать многослойные анизотропные конструкции и, наконец, выполнять полноценный динамический анализ по линейной и нелинейной модели. Так можно воспроизвести практически все виды динамических испытаний (рис. 3.3).

 

 

Рис. 3.1. Имитация падения: постановка задачи

 

Тепловой расчет можно осуществлять как посредством SolidWorks Simulation в конфигурации Professional (рис. 3.4), так и с помощью SolidWorks FlowSimualtion (рис. 3.5). Радикальным отличием второго модуля является решение задачи гидро газодинамики и тепломассопереноса с изменяющимися свойствами среды.

 

 

Рис. 3.2. Имитация падения: результаты

 

 

Рис. 3.3. Динамика: расчет на случайные колебания

 

Поэтому, если устройство функционирует в вакууме, в том числе в присутствии теплообмена излучением или солнечного излучения, а также когда теплообмен c внешней средой предопределен, то можно ограничиться функциональностью конфигурации SolidWorks Simulation Professional. В противном случае настоятельно рекомендуется использовать SolidWorks FlowSimualtion, позволяющий, в частности, исключить этап поиска адекватных коэффициентов теплоотдачи (конвективной или иной природы), а также параметров (температуры, скорости, давления и т.д.) текучей среды.

 

 

Рис. 3.4. Тепловой расчет посредством Simulation

 

Рис. 3.5. Тепловой расчет посредством FlowSimualtion

 

В конфигурацию SolidWorks Premium также входит модуль анализа движения SolidWorks Motion (рис. 3.6), назначением которого является расчет кинематики и динамики жестких и условно податливых механизмов, систем со сложной схемой кинематических связей и условий нагружения.

 

 

Рис. 3.6. Движение, управляемое событием в SolidWorks Motion

 

Если же проводится расчет динамики деформируемого тела, то следует использовать процедуры динамического анализа из Simulation Premium.

Для выполнения специфических радиотехнических расчетов рабочее место SolidWorks может быть дополнено модулем EMS. Он имеет много общего с Simulation и подобно ему базируется на методе конечных элементов. У обоих модулей похожий интерфейс и общие приемы работы. В общем случае EMS позволяет решать задачи электростатики (рис. 3.7), магнитостатики (рис. 3.8), электромагнетизма (рис. 3.9) в стационарной и нестационарной постановке, а также связанные задачи электромагнетизма и теплопроводности.

 

 

Рис. 3.7. Электростатический анализ

 

 

Рис. 3.8. Магнитостатический анализ

 

 

Рис. 3.9. Электромагнитный анализ

 

Следующий уровень задач решает модуль HFWorks. Резонаторы, микроволновое излучение, антенны и волноводы, задачи с рассеянием - всё это объекты его применения (рис. 3.10).

 

 

Рис. 3.10. Высокочастотный расчет

 

Программный комплекс SolidWorks может быть укомплектован и рядом других модулей инженерного анализа, в частности предназначенных для оптического или светотехнического проектирования. Наиболее эффективным является OPTIS Works, который полноценно использует ассоциативность и параметризацию геометрии. Данный инструмент исчерпывающе описан как в журнальных публикациях, так и в литературе по САПР.

 

Выводы:

В данном вопросе рассмотрены возможности модулей SolidWorks Simulation, включающие: модуль анализа движения SolidWorks Motion, модуль прочностного расчета SolidWorks Simulation, модуль гидрогазодинамики и теплопередачи SolidWorks FlowSimulation.