0 引言

SimSolid是Altair 公司出的的一款新型有限元分析軟件，具有不需要對幾何圖形進行簡化、不需要畫網(wǎng)格和超高計算速度的特點，給我們工程師在日常結(jié)構(gòu)分析優(yōu)化中提供了非常便捷的軟件服務(wù)。此次分析對象為一款自己設(shè)計并用SolidWorks建模的自行車停車架。

1 分析對象簡介

隨著低碳出行逐漸深入人心，自行車出行量在城市總出行量中所占的比重不斷上升，但與此同時高校、小區(qū)和地鐵站等人流量較大場所的自行車停車難問題也日益凸顯，而目前市面上常見的自行車停車架都有空間利用率低、停放效率低下、易被盜等較大缺點。本人設(shè)計了一種省時省力、能實現(xiàn)自動化存取、空間利用率高的直立交錯式自行車停車架。三維示意圖如圖1、2所示

圖1. 單個停車架結(jié)構(gòu)三維示意圖	圖2. 停車架效果示意圖

由于車身重量集中作用在托架底板上，底板托架需具備一定的抗彎曲能力，為了改善托架底板的結(jié)構(gòu)，我們應(yīng)用CAE對托架底板進行彈塑性有限元分析。底板托架所在位置如圖3所示。

由于考慮到結(jié)構(gòu)比較簡單，初步就應(yīng)用了solidworks的自帶有限元插件進行了分析，剛開始直接進行的整車網(wǎng)格劃分計算，在選擇盡量大網(wǎng)格的情況下，因為是用筆記本做的，在選擇盡量大網(wǎng)格的情況下，還是崩潰了好幾次，后來沒辦法只對其中一個底板進行了分析，即使這樣分析時間也到了十多分鐘。其分析結(jié)果圖如圖3所示：

(a) 托架底板應(yīng)力云圖	(b) 托架底板應(yīng)變云圖
(c) 托架底板位移云圖
圖3. 托架底板solidworks有限元分析

有一次和一個朋友說到這個情況的時候，他給我推薦了simsolid，說是不需要畫網(wǎng)格，運算速度還快。我懷著將信將疑的態(tài)度安裝好后開始了分析。

首先和大部分有限元分析軟件一樣，都是導(dǎo)入模型，選擇約束和加載荷等操作，這里為盡可能保證托架底板不發(fā)生失效，故選取車重的兩倍載荷進行校核，即載荷以300N計。參數(shù)如圖4所示：

圖4：參數(shù)設(shè)置

在開始分析后就是我的震驚隨之開始了，才花了十幾秒的時間，就對整個車架分析結(jié)束了。不多說先上圖。分析結(jié)果如圖5、6所示。

圖5. 底板位移云圖	圖6. 底板應(yīng)力云圖

由圖可得最大位移出現(xiàn)在托架底板的前端，即承受車重載荷的位置，因此處為懸臂梁結(jié)構(gòu)，承受載荷會產(chǎn)生較大彎曲。從分析結(jié)果最大位移量為1.2793mm，最大應(yīng)力為85.798Mpa，未超過304不銹鋼的屈服極限206Mpa，與上文SolidWorks插件分析結(jié)果相差不大，可得此結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計要求，安全系數(shù)非常高。

       下面說說使用simsolid的感受吧。總而言之就是快，非常快。無論是從參數(shù)設(shè)置到結(jié)果產(chǎn)出，都很快。而且對硬件要求配置也不高，我使用的是五年前筆記本進行的分析，平時打開SolidWorks都要卡個一分多鐘，但運行simsolid都沒什么壓力。相比較于傳統(tǒng)的有限元分析軟件如ANSYS、ABAQUS等來說，其高速、對硬件要求低的特性顯得尤為明顯。感覺要是能出一個漢化版的話，對剛接觸有限元的學(xué)生和設(shè)備比較老但是又有有限元分析需求的群體會更加友好。