SIMSOLID作為一款無網(wǎng)格仿真軟件，其最突出的特點就是求解快捷與操作友好。

以下通過三個算例來呈現(xiàn)該軟件的特點。

1.         塑料前端框架的快速仿真

                          圖1.1 前端框架整體圖示

                         圖1.2 前端框架局部圖示

如上圖所示，前端框架本體長、寬、厚尺寸分別為956mm、552mm、182mm。帶有很多加強筋（包含拔模角）。使用傳統(tǒng)的分析流程，在網(wǎng)格劃分這一步通常就會花費數(shù)天時間。而借助SIMSOLID無需劃分網(wǎng)格的特點，即可節(jié)約可觀的時間。以下是在SIMSOLID中求解流程。

導(dǎo)入模型。

使用中發(fā)現(xiàn)，不同軟件版本對導(dǎo)入不同類型的模型（片體、實體）的效果及求解存在差異。具體比較見附錄。

由于導(dǎo)入的是裝配體，SIMSOLID會提示零件之間干涉信息。此算例僅針對塑料本體做分析，因此刪除多余的螺釘、鈑金件等零件。使用軟件自帶材料庫中塑料材料參數(shù)，賦材料。選擇“結(jié)構(gòu)線性”求解。分別約束前照燈支架安裝點、防撞梁安裝點、防撞梁支撐安裝點（Immovable）。在鎖扣安裝點施加載荷。選擇Remote load，加載點位于螺栓孔圓心（此算例中，坐標(biāo)從hypermesh取得。由于SIMSOLID針對設(shè)計工程師，因此從CATIA等CAD軟件獲取坐標(biāo)亦很方便）。加載面選擇該螺栓對塑料本體作用面。以上就是此算例整個前處理流程，非常方便，總共不超過5分鐘。設(shè)置完畢的模型如下圖所示。

                          圖1.3 模型約束、加載后狀態(tài)

提交求解。求解進(jìn)程亦很快捷，個人PC不超過1分鐘即求解完畢。最大主應(yīng)力云圖如下圖所示。

                            圖1.4 最大主應(yīng)力云圖

通過此算例，可以非常直觀地感受到SIMSOLID的快捷性。一個傳統(tǒng)處理需要數(shù)天時間的復(fù)雜模型在SIMSOLID中不超過15分鐘時間即可得到結(jié)果。

2.      后視鏡模態(tài)分析及與OpriStruct對比

此后視鏡模態(tài)算例，將SIMSOLID計算結(jié)果與OptiStruct計算結(jié)果比較。首先導(dǎo)入后視鏡總成，并對模型做簡化，刪去幾個不必要零件，使之與OptiStruct模型中零件一致。此步驟完成后模型如下圖所示。

                        圖2.1 裝配模型圖

然后建立材料參數(shù)。SIMSOLID自帶材料庫。但在此算例中，建立一個新的材料庫。在Settings – Materials database – 在出現(xiàn)的對話框中選擇新建材料庫，建立好后如下圖所示。

                             圖2.2 自建材料庫

需注意的是，如圖2.2所示，右側(cè)文本框中所有參數(shù)須全部輸入才能建立材料模型。而算例二及后文算例三中，只需要模量、泊松比、密度以及屈服應(yīng)力，其余信息雖填寫但不正確。同樣地，將創(chuàng)建的材料分別賦予對應(yīng)零件。

選擇模態(tài)求解，求解前6階約束模態(tài)。之后選擇自動建立連接關(guān)系（Automatic Connections），在彈出的對話框中根據(jù)實際情況調(diào)整穿透、容差值，確認(rèn)后SIMSOLID即自動創(chuàng)建各零件間的綁定約束（bonded），隨后檢查此總成是否存在未被綁定的零件（find and show disconnected groups and parts）。

此算例CAD模型部分零件之間存在明顯的穿透。在傳統(tǒng)有限元前處理中，要么修改CAD模型，要么將網(wǎng)格做修改。使用hypermesh前處理此算例時，是先劃分網(wǎng)格，然后將穿透的網(wǎng)格移動空間位置。經(jīng)驗證，SIMSOLID能很好地將穿透零件識別并綁定約束，如下圖所示。

                   圖2.3 相互穿透零件之間被識別、綁定

                   圖2.4 相互穿透零件之間被識別、綁定

檢查各零件之間的約束關(guān)系。根據(jù)實際情況，可手動添加約束。

按要求約束后視鏡總成支臂，然后提交求解。求解過程很迅速，個人PC約半分鐘時間即可求解完畢。

SIMSOLID與OptiStruct分別求解的模態(tài)如下圖所示。SIMSOLID首次求解的一階模態(tài)為107.5Hz，而OptiStruct求解一階模態(tài)為90.5Hz.

                 圖2.5 SIMSOLID首次求解，一階模態(tài)107.5Hz

               圖2.6 OptiStruct求解一階模態(tài)90.5Hz

造成兩者模態(tài)結(jié)果差異較大的原因很可能是由于零件之間約束的不同。在OptiStruct中，只建立了兩組綁定約束（TIE）以及不多的幾組RBE2剛性連接。而在SIMSOLID中，軟件自動識別再加上手動添加的綁定關(guān)系達(dá)100余組，很可能造成后視鏡總成剛度增大。

做一個簡單驗證，將三組自動識別的綁定約束改為sliding模式，重新求解，結(jié)果降為106.9Hz（由于是隨機挑選、更改約束關(guān)系，此做法不嚴(yán)謹(jǐn)）。如下圖所示。

                      圖2.7 更改三組約束模式

                  圖2.8 SIMSOLID再次求解，一階模態(tài)106.9Hz

3.      充電口蓋總成分析及與實驗結(jié)果對比

算例三，某車型充電口蓋總成，選擇垂向剛度實驗項目，將SIMSOLID求解結(jié)果與實驗結(jié)果對比。

導(dǎo)入充電口蓋總成，合理刪減不必要的零件。

在自建材料庫中，選擇相應(yīng)材料賦予對應(yīng)零件。

選擇“幾何-非線性”求解。

建立零件之間連接關(guān)系。

根據(jù)實際情況，將默認(rèn)為綁定的約束關(guān)系做更改，刪除不必要的約束關(guān)系。如下圖所示。

                          圖3.1 更改約束關(guān)系

                        圖3.2 刪除不必要的約束關(guān)系

創(chuàng)建邊界條件，約束底座卡口。于外板規(guī)定位置施加50N垂向載荷。此算例中選用Remote load，此種形式的加載與其他仿真軟件 —— 例如：ABAQUS的coupling 耦合；OptiStruct的RBE2剛性耦合 —— 大同小異。完成后如下圖所示。

                     圖3.3 充電口蓋總成加載示意圖

提交求解，依然很迅速，個人PC不到半分鐘即可得到結(jié)果。位移結(jié)果如下圖所示。

                           圖3.4 位移云圖

此項目實驗驗證及結(jié)果如下圖所示。

                             圖3.5 垂向?qū)嶒瀳D示

                           圖3.6 實驗報告截圖

SIMSOLID求解結(jié)果為25.3mm，實驗結(jié)果為29.6mm。

4.      總結(jié)

由于時間緊促，本人只驗算了三個算例。

算例一體現(xiàn)了SIMSOLID處理復(fù)雜結(jié)構(gòu)塑料件的優(yōu)勢 —— 不需要抽中面、劃分網(wǎng)格，操作簡單，求解迅速。將按照傳統(tǒng)仿真流程需要數(shù)天的時間壓縮到半小時之內(nèi)！

算例二處理的是比較復(fù)雜的裝配體。SIMSOLID可以自動、快速地識別并建立零件之間的約束關(guān)系。軟件默認(rèn)為綁定約束，使用者可以根據(jù)實際情況檢查、更改或者手動添加新的約束關(guān)系，此過程也非常方便、高效。

算例三通過與實驗結(jié)果對比，亦能體現(xiàn)出SIMSOLID求解結(jié)果的可靠性。

考慮到SIMSOLID主要針對CAD工程師，使用場景為快速驗證前期設(shè)計，操作便捷，且軟件迭代更新較迅速，還是極具優(yōu)勢與吸引力的。

5.      附錄

以下是本人驗證算例一過程中，發(fā)現(xiàn)不同版本的SIMSOLID對不同類型的CAD數(shù)據(jù)處理結(jié)果的差異之處。 

	版本號2019.2.0	版本號2019.5.1
片體數(shù)模	可以導(dǎo)入，可以求解	不能導(dǎo)入
實體數(shù)模	可以導(dǎo)入，無法求解	部分導(dǎo)入，導(dǎo)入部分可以求解