使用WELSIM來進行裝配體的結構力學分析是非常便捷的，主要步驟是：（1）定義材料；（2）定義幾何體并賦予材料；（3）網格設置與剖分；（4）設定分析以及邊界條件；（5）求解設定與計算；（6）讀取結果并顯示。

新建一個FEM項目，或者讀取一個已有的保存項目。打開WELSIM軟件后，可以在工具欄上點擊新建或者打開按鈕，如圖所示：

如果是新建項目，會有一個樹結構生成，并有一些基本的默認節點生成

如果是打開一個保存文件，會有更完整的樹狀結構生成（取決于所打開文件的內容）

這里會發現一些每個節點都會有一個指示圖標，意義分別如下：

綠色對號：節點設置完成并且正確。

橘黃色問號：節點設置未完成或未更新，需要設置或者更新。

紅色感嘆號：節點設置與其他設定有沖突，當前狀態下不可用，需要調整或者刪除。

黑色叉號：節點被壓制，在整個分析中不起作用，可以通過設置“Suppress/Unsuppress”來改變這個狀態。

1. 定義材料

下面首先來定義分析中所需要的材料及其參數。材料的定義是通過樹狀窗口中的節點來實現的，在新建的項目中，有一個名為結構鋼（StructuralSteel）的材料節點已經默認生成了，如果需要其他材料，可以點擊新建材料按鈕

。

此時會有一個新的材料節點生成，但內容為空，橘黃色的問號也表示此材料節點并未定義。雙擊材料節點，或右鍵從菜單欄中選擇“Edit”添加材料屬性與參數。

材料屬性可以直接通過系統預定義的材料添加，用戶也可以逐一添加屬性。這里我們直接選擇系統自帶的“Copper Alloy”，內容如下：

點擊OK以后，材料編輯窗口會自動關閉，可以發現材料節點變成已定義狀態。同時修改材料節點名稱便于接下來的識別。

2. 定義幾何體并賦予材料

材料定義完成后，我們開始建立或導入幾何模型。WELSIM支持定義簡單的幾何模型，如圓柱體和塊體。用戶也可以導入由CAD軟件生成的STEP模型文件。這里我們自己定義一個由1個柱體，2個塊體組成的裝配體。如下：

并給中間的圓柱結構賦予CopperAlloy的材料屬性。在圓柱體的屬性窗口中，點擊材料下拉菜單并選擇”CopperAlloy”。其他幾何體保持默認的結構鋼材料。

3. 網格設置與剖分

WELSIM支持全自動網格劃分，可以生成Tet10（默認）和Tet4單元。用戶可以在MeshSettings節點的屬性中定義網格的質量或密度。網格設定屬性參數如下：

Maximum Size: 所生成單元的最大尺寸，值越小網格越密。

Quadratic: 生成二階（Tet10）或者一階（Tet4）單元，默認為二階單元。

Mesh Density：在Maximum Size所定義的范圍內，生成網格密度不同的單元。有6個選項，Very Coarse, Coarse, Regular, Fine, Very Fine, 和自定義方式。

這里我們根據幾何體的尺寸大小，設定單元的最大值為0.5。直接點擊網格劃分按鈕

。會自動劃分好網格。可以從Mesh的屬性窗口中看到，生成了4639個節點，2362個四面體單元。

除了網格生成，WELSIM還提供了網格清除與檢查功能：

。

用戶可以點擊網格檢查按鈕，系統會自動檢查網格的質量，并在Output窗口輸出網格整體信息。

4. 設定分析以及邊界條件

接下來定義接觸對，這里有3個工件，需要兩個接觸對來裝配，點擊接觸節點生成按鈕，在樹結構中加入兩個接觸對節點。

接觸類型（Contact Type）有三種：Bonded，Frictionless，和Frictional。這里保持默認的固定連接（Bonded）。接下來需要定義Master Geometry和Target Geometry，只需要在幾何面選擇所需要的面即可，按住Ctrl鍵可以選擇多個面。

在圖形窗口選擇好Target表面和Master表面后，固定連接就定義完成了。其中一個接觸對定義好后顯示如下

接下來設定邊界條件。由于是靜力學分析，很多屬性只需要保持默認設置即可。靜力學分析中，WELSIM目前支持4種邊界條件，分別是，約束，位移，力，和壓力。

這里我們添加約束和壓力兩個邊界條件。在約束邊界，在幾何圖形窗口選擇一個端面。如下：

對于壓力邊界條件，選擇裝配的另一端上的一個面，并給與1e6的壓力。

5. 求解設定與計算

在求解的設定上，如圖所示系統提供了不同的求解器，這里我們使用默認的MUMPS求解器即可。

設置完成，點擊求解按鈕

即可完成計算。

6. 讀取結果并顯示

當Output窗口提示求解完畢后，就可以查看結果了。目前結構靜力分析提供了4種結果顯示，分別是變形，應力，應變，和反作用力。

點擊分別變形，應力，和反作用節點，加入3個不同的結果顯示節點。在每個結果節點上點擊讀取顯示按鈕

，雙擊，或者右鍵點擊都可以讀取顯示結果了。

如果想顯示網格，可以點擊Graphics的標簽，并將Show Mesh的屬性設置為True，即可看到網格和結果云圖一起顯示出來了。

von-Mises應力的結果顯示如下。用戶可以查看關鍵部位的最大應力是否超過材料的許用應力。并做相應的設計優化。

固定端位置的反作用力，大小為5.075e7。

好了，一個裝配的結構靜力學分析就完成了，是不是很容易？有什么問題和意見就給我們發信或留言吧。