基于Simsolid的懸臂式斗輪堆取料機結構應力分析
第一次使用Simsolid這款CEA軟件，進行結構設計的計算分析。
一：模型分析導入
使用Solidwork2016進行建模
懸臂式斗輪堆取料機作為港口礦山常用運輸的煤炭機構，整體機構長約57m，寬11m，高23m，主要部件為底座，上支架，配重，大臂和運輸斗輪,通過電力驅動斗輪旋轉切削煤堆，再通過大臂上的運輸帶進行運輸。
分析對象為分為兩個：
對象一為懸臂式斗輪堆取料機的大臂
對象二為懸臂式斗輪堆取料機整體機構在工作時的某一時刻結構的應力狀態
直接在Solidwoek2016中打開要分析的模型，simsolid在安裝成功后會成為可用插件，在Solidwork工具欄中顯示，直接導入Simsolid即可進行分析即可使用。
二：大臂計算載荷及設置載荷
對大臂進行受力分析校核，檢驗是否滿足強度要求，若視大臂為懸臂梁，工作過程中水平截面所受力可忽視，不考慮在計算內
大臂受力分解圖
已知煤密度，以燃煤堆最大堆積密度ρ=1000kg/m^3，傳送帶煤料滿載時計算體積V=42.127m^3，根據設計計算，得傳送帶上均布載荷約為Q1=1.1254*10^4Pa，
斗輪以Q235鋼制成，密度為7850kg/m^3,使用Solidworks2016建模，計算斗輪質量為1.21*10^5kg，加以載荷系數計算大臂前端受力約為F1=1.454*10^6N。
選擇使用線性分析，按照計算得到的Q1,F1設置力和載荷，模擬大臂某一工作時刻的受力情況，設置材料使用Q235鋼，與默認材料一致。所有連接部分固定為整體，且沒有間隙，部件之間使用bonded鏈接。
三：計算分析
在F1與Q1均布載荷作用下進行計算，計算分析得到的位移圖如下圖所示
大臂總長度為42m，最大變形量:17.2mm，最小變形量:2.58*10^-5mm
彎曲變形量不足長度的1%,滿足懸臂彎曲許用范圍，故大臂設計滿足使用要求。
Mises屈服分析和等效應變分布分析如上所示，應力-應變兩者分布基本一致，且符合實際應力分布情況。
四：整體機構計算載荷及設置載荷分析
斗輪堆取料機在工作時可看作為一固定整體，以整體機構的某一工作時刻進行分析，將底座地面作為固定端，同樣施加相同的載荷。
Mises 屈服準則與等效應力圖如圖所示，分析整體應力應變情況，等效應力且與Mises屈服基本一致，符合實際工作情況，機械的整體工作應力在機架與大臂和機架鏈接的鉸鏈支撐部位之上。最大應力圖中，上連桿前端所受拉應力與上機架后端支撐所受壓應力較大，同樣符合實際情況，若需要進一步完善設計，則應對此些部位進行進一步設計。
結構整體使用的材料為Q235鋼，非轉軸部位焊接而成，材料的安全系數的使用如圖所示，可以看出在大臂后端及機架底部部位材料最容易失效，若不滿足設計要求，則機架上端則可能需要進行材料的更換與重新選用，或對結構進行重新設計
五：總結
大臂分析信息：總共使用4秒鐘，三階模態，2.6萬+最大方程數。這個分析速度在同類CAE軟件里已經是無可比擬的速度了
整體機構分析信息：整個機構94個零件，100多個配合，零件結構非常龐大，但只使用了12秒就完成了整個計算，可以快速有效的看出大型機械結構的應力分布及結構弱點，可以迅速的對機械結構設計過程進行調整和修改，可以在設計過程中同時進行設計和分析，提高了工作效率，Simsolid的出現使這種工作方式變為了可能。并且這樣大型的的模型分析在同類CAE軟件中，使用相同的硬件配置下是無法完成的，SimSolid獨特的無網格處理，僅省略了大量的幾何處理和優化網格的時間，使計算時間得到極大的提升，讓對這種大型機構的分析變得更加快捷方便。作為一款快速的前處理CAE軟件，非常好的體現出了simsolid的優勢。
傳統CAE軟件如ansys，操作復雜，需要大量專業學習和經驗才能使用，特別是網格類型的選取和后處理方面非常復雜，而SimSolid則避免了這個問題。并且與多種三維建模軟件適配，可以直接導入模板并分析，面向學生以及初級工程師非常適用。
Simsolid基于其速度快，硬件要求不高的特點，使其不僅能作為一款專業的CAE分析軟件，讓廣大高級工程師接受，也同時滿非常適用與初步接觸有限元分析軟件，使用的設備較為一般的學生。Simsolid若需要加快推廣，個人認為需要推出漢化版本，編輯圖文教程出版教學用書，讓更多學生朋友能夠接觸，接受這款軟件并使用。
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