SIMSOLID的案例
SimSolid的接觸非線性功能探討
1、FEM模型導入的問題
其中官方提供的模型是fem模型，那SimSolid目前并不支持fem文件的導入，所以我們首先要做的是fem文件怎么轉換成一個SimSolid可以讀取文件的問題。
SimSolid可以支持的文件有各類CAD文件和STL文件。那我們就有兩個大的思路，一個是將fem文件轉換為CAD模型，一個是轉換為STL文件。對Hypermesh熟悉那就可以快速解決這個問題，關于這一部分不是本文討論的重點，如果我們手頭上有網格文件，沒有幾何文件，想拿來用SimSolid做對比分析碰到困難，可以查看這個教程《Hypermesh接口——Mesh_to_STL》。
2、邊界條件的問題
由于SimSolid暫時不支持 大變形非線性+接觸非線性 同時進行，所以我把原始模型中的邊界條件稍微的進行了調整。
邊界條件如圖所示：
這里還要提一下，本來計劃的是讓轉動輪來做主動輪，但是SimSolid目前還不支持施加旋轉方向的強制位移，故分析換了一種思路。建議后續可以添加這一功能。
最后的計算結果如下圖所示：
變形情況：從動畫上看，SimSolid的接觸是可以很好的處理邊界的這種關系的，可以做到真正的分離接觸。且由于給定是是強制位移，故變形量也沒有太大差異。
應力結果：但從應力結果的值上看有一些問題。
應力值與Optistruct的應力結果相差幾個數量級(左Optistruct，右SimSolid)。
同樣，還是切換了不同的求解方法，不同的接觸設置等
最后的應力結果還是相差太多。
百思不得其解，最后，考慮SimSolid勾選接觸的時，不能勾選大變形，那它的接觸是不是并不能真正的分離？用optistruct進行了驗證，發現果真如此。
展開 基于SimSolid的卡車登車梯結構模態和靜強度分析
所有工況定義完成后，提交SimSolid計算，如圖10所示。
圖8 模擬登車工況設置
圖9 前后振動工況設置
圖10 提交SimSolid計算
三、后處理和結果對比分析
計算完成后通過Result plot工具查看結果并繪制云圖，SimSolid計算的一階模態為36.016Hz，振型為左右擺動，二階模態為79.76Hz，振型為上下彎曲，Optistruct計算的一階模態為31.44Hz，二階模態為74.76Hz，振型皆與SimSolid相同。二者計算的頻率結果有一定差別，一方面我們可以通過求解設置提高SimSolid計算精度，另一方面，我們可以導入螺栓幾何，使用螺栓連接替代面面接觸，使SimSolid模型與有限元模型結果更接近。根據經驗，一般要求登車梯一階模態頻率大于25Hz，根據二者的計算結果都可以判定結構滿足模態要求，說明在精度要求不高的情況下，SimSolid的分析結果有一定的工程應用價值。
圖11 一階模態對比
圖12 二階模態對比
SimSolid與Optistruct計算的模擬登車工況位移結果對比如下圖13所示，應力結果對比如下圖14所示。SimSolid與Optistruct計算的前后振動工況位移結果對比如下圖15所示，應力結果對比如下圖16所示。三種工況的計算結果對比如表1所示，通過對比分析可以發現，兩種軟件的計算結果絕對值存在一定差距，但結構變形和應力分布的趨勢是相同的，與設計和分析工程師的主觀經驗分析吻合，SimSolid的分析結果對工程設計有一定指導意義。
展開 Altair SimSolid快速設計迭代的結構分析
使用Altair SimSolid非常簡單。該軟件具有直觀的用戶界面和易于學習的操作流程。通過簡單的點擊和拖動，您可以輕松地構建模型、定義邊界條件、運行分析并查看結果。
在實際應用中，Altair SimSolid廣泛用于汽車、飛機、船舶、工程機械、建筑等領域的產品開發和優化。例如，在汽車設計中，SimSolid可以幫助工程師快速確定零部件的強度和剛度，并尋找最佳的輕量化設計方案。在航空航天領域，SimSolid則可用于優化飛機結構和減小其重量，從而提高燃油效率。
正版Simsolid快速無網格劃分工具軟件
相信各位結構工程師、產品設計工程師、仿真分析師們對SimSolid都不陌生，Altair SimSolid 是一款革命性的仿真軟件，旨在為結構分析提供快速而準確的解決方案。SimSolid的獨特之處在于它可以直接在完整的設計幾何體上進行復雜的仿真，無需傳統的網格劃分過程，大大地簡化了預處理步驟并縮短了仿真時間。無論是對于專業工程師還是非專業人士來說，Simsolid都提供了一個強大而便捷的仿真分析平臺，使得復雜的工程問題能夠在短時間內得到準確而有效的解決。
一、Altair SimSolid軟件的技術原理
SimSolid采用無網格化求解方法，不再需要對結構進行剖分網格操作。它可以直接對CAD裝配體全特征進行分析，無需進行耗時的幾何處理，如去除幾何細節特征、抽取中面等。SimSolid通過多通道自適應分析控制求解精度，自適應性可以全局或局部定義，且處于常激活狀態，這使得計算效率非常高，同時不需要占用大量內存。
二、Altair SimSolid軟件有哪些功能優勢
1、消除幾何模型簡化和網格劃分
使用SimSolid ，可在幾分鐘內完成模型準備。
2、分析復雜零件和大型裝配體
SimSolid能夠處理不夠精確的幾何形狀以及不規則接觸面的創建。
3、在幾秒到幾分鐘內獲得分析結果，SimSolid 計算速度非常快
因而可快速分析與對比多種不同的設計方案。類似方案對比，不用重復建模，導入幾何后可繼承原有的邊界條件與分析工況。
SimSolid 可以分析傳統有限元難以分析的復雜零件和大型裝配體，只需使用普通計算機即可完成計算。 SimSolid 計算速度快而且準確，其精度控制方法使用了 SimSolid 自創的多通道自適應分析控制策略。
計算引擎基于對外部近似理論的突破性擴展。
展開 
SolidWorks+SimSolid 快速無網格仿真分析
前言
Altair SimSolid 是一款專門為快速發展的設計流程開發的結構分析軟件。它消除了幾何體簡化和網格化，這是傳統有限元分析中最耗時、最需要大量專業知識的兩項任務，從而能夠在幾分鐘內分析全功能 CAD 裝配，而無需網格化。
SimSolid 提供了以下優勢：
1、分析完整的裝配體— SimSolid 已經從無到有地發展成了一個大型裝配求解器。可以在標準的筆記本或臺式計算機上直接分析具有 100 到 1000 個零件的裝配。
2、無幾何體簡化或網格化 — SimSolid 消除了幾何體簡化和網格化，這是傳統有限元分析中耗時最長、需要大量專業知識的兩項任務。可以在模型中保留完整的幾何細節，如小孔、倒角、凸轂等。
3、多通道自適應求解器能夠提供自動求解精度 — SimSolid 使用多求解通道、局部和全局誤差分析以及自適應局部富集來確保求解精度。
4、在幾秒到幾分鐘內就能獲得結果 — SimSolid 很快，特別快。求解時間通常以秒到分鐘為單位。使用 SimSolid，可以快速分析和比較多個設計方案。
案例
本次演示SolidWorks建模導入SimSolid 執行無網格結構分析，并在幾秒鐘內運行求解。
一、在SolidWorks里建模，并開啟SIMSOLID插件，將模型導入到simsolid；
二、方便操作習慣，可在simsolid設置solidworks鼠標類型；
三、創建連接；
SimSolid 即使在幾何體重疊的區域也會創建連接；
SimSolid 會自動識別螺栓、螺母和墊圈；
滑動接觸將自動施加于螺栓桿，否則將被綁定。
展開 基于SIMSOLID、ANSYSWorkbench對側支梁仿真比較
（c）側支梁應變云圖
（d）側支梁應力云圖
圖7 SIMSOLID仿真結果
圖8為可得ANSYS/Workbench仿真結果，由圖8可知，ANSYS/Workbench與SIMSOLID仿真應力應變變化趨勢相似，ANSYS/Workbench下應變最大量為0.796mm,比SIMSOLID仿真結果大0.051mm,應變的變形趨勢以及變形位置與SIMSOLID一致。由ANSYS/Workbench應力云圖可知，側支梁受力位置以及應力變化趨勢與SIMSOLID相似，但是最大應力部位與SIMSOLID不同，最大應力處比較單一，發生在側支撐梁與固定量接觸處，除此應力集中處，其他應力值與SIMSOLID接近。這點說明SIMSOLID與ANSYS/Workbench在細節處有一定的差距，但這并不影響其整體分析結果，這是與ANSYS/Workbench的仿真精度可以隨網格的精度而變化，這是SIMSOLID需要提高的。這僅代表個人觀點，因為作者本人能力有限。
展開 Altair SimSolid無網格快速結構仿真軟件
Altair SimSolid軟件作為一款快速無網格劃分工具，憑借其獨特的算法和計算能力，簡化了工程師和分析師在進行復雜結構分析時的操作。它不僅提高了分析效率，降低了出錯的可能性，還為用戶提供了豐富的分析功能和直觀易用的操作體驗。在未來，隨著Altair SimSolid的不斷升級和優化，相信它將在更多領域發揮更大的作用，為工程師和分析師帶來更多便利和效益。
1、準確性
雖然SimSolid省去了繁瑣的網格劃分步驟，但其計算結果卻并不打折扣。通過先進的數值計算方法和準確的物理模型，SimSolid能夠在無網格的情況下，依然保證仿真分析的準確性和可靠性。這使得Altair SimSolid軟件在許多需要高精度分析的應用場景中，如航空航天、汽車制造等領域，得到了廣泛的應用。
2、易用性
傳統的有限元分析軟件通常需要用戶具備深厚的專業知識和經驗，進行繁瑣的網格劃分和參數設置。而SimSolid則大大地簡化了這一過程，用戶無需進行復雜的網格劃分，只需通過簡單的幾步操作，即可快速完成模型的導入和仿真分析。這種簡化的操作流程大大降低了軟件的使用門檻，使得即便是沒有深厚專業背景的用戶也能輕松上手。
3、靈活性
SimSolid支持多種類型的模型導入，包括常見的CAD文件格式，如STL、STEP等。這意味著用戶可以直接將設計模型導入SimSolid進行分析，而無需進行額外的格式轉換或處理。此外，SimSolid還提供了豐富的材料庫和邊界條件設置，使得用戶能夠根據不同的仿真需求，靈活地進行參數設置和模型調整。
4、效率高
Altair SimSolid以其獨特的算法和計算技術，實現了無需網格劃分的仿真分析，從而大大地提高了計算效率。
展開 基于Simsolid的MCM-BGA封裝體運行溫度及熱應力分析與優化設計
作者: Wang Houhua
Introduction
Simsolid自問世以來，因其獨創的無網格分析技術，受到了相關從業技術人員的廣泛關注。在其應用領域不斷拓寬的同時，Simsolid的準確性也被越來越多的工程實踐所驗證。相較于傳統的FEM，Simsolid在計算效率上存在著明顯的優勢。本案例擬采用Simsolid對MCM-BGA封裝體的熱應力進行分析，并通過有限元分析軟件ABAQUS驗證了Simsolid熱分析及熱應力分析結果的準確性。最后，通過改變封裝體的結構對該封裝體進行了優化設計。
Chapter 1 問題描述與模型建立
本次案件所采用的MCM-BGA封裝體共包含9個芯片、熱界面材料、散熱外殼、PCB、若干熱點焊連接點及封裝基體[1]。具體的裝配關系見圖1所示。通過3D繪圖軟件繪制封裝體的幾何模型，并導入到Simsolid。各部件的材料參數見表1。
圖1 MCM-BGA封裝體的裝配關系
表1 各部件的材料參數[1]
熱應力分析的思路一般為先進行熱分析得到溫度場，再把溫度場導入到新的模型中計算熱應力。基于這一原則，本案例將分為熱分析和結構分析兩部分進行闡述。
1.1 熱分析
Simsolid的提供了專門進行熱分析的分析類型。在創建熱分析之后，需要填寫溫度、體熱流及對流條件。具體到本次案例，設定流過每個芯片上表面的熱功率為50W/cm^2，對于裸漏在空氣側的封裝體外殼設定對流散熱系數為20W/（m^2*K），環境溫度設定為20℃。
展開 【新聞速遞】Altair 收購 SIMSOLID-面向設計師、設計工程師和仿真分析師的變革性仿真技術
2018 年 10 月 17 日，Altair在2018全球技術大會（巴黎）上宣布收購SIMSOLID ，SIMSOLID 公司的成立源于一個簡單的問題：“設計和結構仿真領域采用的幾何結構為何要如此不同？”
SIMSOLID 從事全保真 CAD 程序集研究，可提供快速、準確且可靠的結構仿真，無需進行幾何簡化、清理和網格劃分。其基礎技術很大程度上基于前白俄羅斯國立技術大學教授兼 SIMSOLID Corporation 共同創始人 Victor Apanovitch 博士的工作成果。
“我們認為 SIMSOLID 是一項革命性的技術突破，將對產品設計產生深遠影響。”Altair 創始人、董事長兼首席執行官 James Scapa 表示，“因其具有十分快速、準確和穩健的特點，我們相信它將成為行業的革新技術。”
SIMSOLID 計算引擎基于對外部近似理論的擴展，是對尚未發布的創新型數學原理的商用實施。SIMSOLID 通過多通道適應性分析控制解決方案的準確性，使其具有極快的速度和存儲效率。即使在筆記本電腦上也能快速處理大型復雜程序集。
Altair 首席技術官 Uwe Schramm 博士指出：“我們非常看重解決方案的準確性。其他公司試圖通過降低數學穩健性來加速 CAD 和仿真之間的連接。但我們認為，通過快速推進 SIMSOLID 方法并在各應用中加以推廣，我們可以為設計方法帶來切實作用，同時還能保持卓越的計算高標準。”
11月7日22:00，Altair將舉行SIMSOLID產品推介網絡研討會，全面介紹：
SIMSOLID如何幫助加速和消除幾何簡化及網格化；
如何在SIMSOLID中建立分析，并在幾秒內得到仿真結果；
如何使用SIMSOLID分析復雜的部件和組件；
在概念設計過程的早期，SIMSOLID如何被用來塑造設計變更。
展開 SIMSOLID三個試用算例分享
圖3.5 垂向實驗圖示
圖3.6 實驗報告截圖
SIMSOLID求解結果為25.3mm，實驗結果為29.6mm。
4. 總結
由于時間緊促，本人只驗算了三個算例。
算例一體現了SIMSOLID處理復雜結構塑料件的優勢 —— 不需要抽中面、劃分網格，操作簡單，求解迅速。將按照傳統仿真流程需要數天的時間壓縮到半小時之內！
算例二處理的是比較復雜的裝配體。SIMSOLID可以自動、快速地識別并建立零件之間的約束關系。軟件默認為綁定約束，使用者可以根據實際情況檢查、更改或者手動添加新的約束關系，此過程也非常方便、高效。
算例三通過與實驗結果對比，亦能體現出SIMSOLID求解結果的可靠性。
考慮到SIMSOLID主要針對CAD工程師，使用場景為快速驗證前期設計，操作便捷，且軟件迭代更新較迅速，還是極具優勢與吸引力的。
5. 附錄
以下是本人驗證算例一過程中，發現不同版本的SIMSOLID對不同類型的CAD數據處理結果的差異之處。
版本號2019.2.0
版本號2019.5.1
片體數模
可以導入，可以求解
不能導入
實體數模
可以導入，無法求解
部分導入，導入部分可以求解
展開 SOLIDWORKS+SimSolid 快速無網格仿真分析
Altair SimSolid 是一款專門為快速發展的設計流程開發的結構分析軟件。它消除了幾何體簡化和網格化，這是傳統有限元分析中非常耗時而且需要大量專業知識的兩項任務，從而能夠在幾分鐘內分析全功能 CAD 裝配，而無需網格化。
SimSolid 提供了以下優勢：
1、分析完整的裝配體— SimSolid 已經從無到有地發展成了一個大型裝配求解器。可以在標準的筆記本或臺式計算機上直接分析具有 100 到 1000 個零件的裝配。
2、無幾何體簡化或網格化 — SimSolid 消除了幾何體簡化和網格化，這是傳統有限元分析中耗時特別長、需要大量專業知識的兩項任務。可以在模型中保留完整的幾何細節，如小孔、倒角、凸轂等。
3、多通道自適應求解器能夠提供自動求解精度 — SimSolid 使用多求解通道、局部和全局誤差分析以及自適應局部富集來確保求解精度。
4、在幾秒到幾分鐘內就能獲得結果 — SimSolid 很快，特別快。求解時間通常以秒到分鐘為單位。使用 SimSolid，可以快速分析和比較多個設計方案。
本次演示SolidWorks建模導入SimSolid 執行無網格結構分析，并在幾秒鐘內運行求解。
展開 
基于SimSolid對汽車動力總成懸置支臂的靜力與模態分析
下圖是SimSolid的計算結果，可以看出，隨著計算精度的提升，SimSolid的收斂結果與傳統CAE軟件基本吻合。
注：提升solutions數量以及勾選Adapt to features是SimSolid提升計算精度的方式。
以上針對+Z向工況驗證了SimSolid的計算精度，下面通過對支臂進行-Z、+X、-X工況計算，對比SimSolid與OptiStruct在各工況下應力分布的一致性。為了兼顧計算速度和對幾何的適應性，以下OptiStruct模型使用1mm網格計算；而SimSolid使用Max number of adaptive solutions 6 + Adapt to features的求解設置。
2. -Z工況計算
如下圖，SimSolid與OptiStruct計算結果的最大主應力差異不大（相差9%，如果OptiStruct使用二階單元，差異應該進一步減小），最大應力位置相同，應力分布基本相同。
3. +X工況計算
如圖，SimSolid與OptiStruct計算結果的最大主應力數值和分布基本吻合：
其中，兩個軟件計算結果在一個螺栓法蘭面的倒角處有些區別，像這種接近接觸邊界的區域，應力值有較大誤差，在這里暫不做討論。
4. -X工況計算
如下圖，SimSolid與OptiStruct計算結果的最大主應力數值和分布基本吻合：
5. 模態計算
如下圖，SimSolid與OptiStruct計算結果的最大主應力數值和分布基本吻合，一階誤差0.36%，二階誤差0.22%，三階誤差0.69%：
結論與建議：
1. 通過SimSolid與傳統CAE軟件的對比分析，從位移、應力和模態三個方面驗證了SimSolid的計算精度的可信性；
2.
展開 行業分享丨SimSolid 在汽車零部件開發中應用的可行性調研及實踐
SimSolid 通過定義搜索間隙及容差，可實現高效的自動連接，接觸類型為綁定，接觸分辨率增強，如圖7所示。
圖6 有限元模型
圖7 SimSolid 自動連接模型
同時，為了提高薄板結構的計算精度，可以自定義求解設置，如圖8.1所示。為了提高計算速度，可以最大化利用硬件資源，設置如圖8.2所示，核數越高，計算速度越快。
圖8.1 求解設置
8.2硬件設置
最后統計了兩種方法的仿真效率及精度結果，如下表3、表4所示。
表3 模態分析結果
表 4 表面剛度結果
模態分析結果顯示，SimSolid 分析總時長僅需2小時，相比有限元可以提速79%，提速主要原因是 SimSolid 不用進行幾何簡化和殼網格劃分；結果對比顯示。前三階固有頻率平均精度95%，精度滿足快速校驗使用。
剛度結果顯示，SimSolid 分析總時長僅需2小時，相比有限元可以提速78%，提速主要原因是 SimSolid 不用進行幾何簡化和殼網格劃分。剛度對比結果顯示，三個位置點平均精度88%，精度滿足快速校驗使用。
4.結論
仿真效率： Simsolid 提供了快捷高效的前處理解決方案，無需網格劃分、快速定義各種連接，大大縮短了前處理周期。
仿真精度：線彈性范圍內，剛強度及模態計算誤差小10%，在非線性階段，如非線性屈曲分析也有較高的分析精度，均適用于薄板及實體結構。
應用建議：基于軟件當前的功能和定位，適用于設計工程師及仿真工程師開展結構設計的快速驗證及方案迭代。
展開 基于simsolid的熱交換分析以及與workbench分析對比
基于simsolid的熱交換分析以及與workbench分析對比.pdf
本次分析選取了一個簡單的陶瓷水杯以及杯墊進行了熱交換分析，采用了simsolid和ANSYS workbench軟件進行分析對比，本文所用模型及分析結果僅用于simsolid軟件的學習和交流，如果有任何疑問歡迎各位讀者交流。
1.模型導入
首先在CATIA中進行了杯子及杯墊的簡單建模，模型如下：
圖1 杯子及杯墊的CATIA模型
將建好的模型導入simsolid中，導入時軟件會根據兩個物體的間隙和過盈自動識別杯子和杯墊的接觸。
圖2 自動接觸
模型導入后進行材料的添加，分別賦予杯子和杯墊Glass和Rubber的材料屬性，simsolid中集成了許多常見的材料并具有完整的材料各項力學參數。
圖3 simsolid材料庫
2.載荷施加
在杯子的內表面定義100℃的表面溫度，模擬充滿熱水時的溫度載荷，在temperature的模塊下進行定義。
圖4 溫度載荷的施加
然后在convection模塊下進行傳熱的定義，選擇杯子的外表面和杯墊的所有面，設定環境溫度為22℃，傳熱交換系數為73W/(m^2*K)。
圖5 熱交換設置
在進行熱交換計算之前，選擇杯墊和杯子的接觸方式。
圖6 接觸方式選擇
3.求解及結果后處理
提交運行后后處理結果立即計算出來，分為溫度云圖和熱交換云圖。
展開 基于SimSolid的不同結構方案的快速對比分析
通過其他的案例展示，相信大家已經看到Simsolid的計算效率和精確度都挺不錯的，而本案例重點在于展示SimSolid在以上基礎上對不同方案對比時的優勢。
SimSolid可以基于之前的方案的邊界條件，導入新方案時，新方案直接繼承(我暫時這么叫)其邊界條件，更加快速的得到分析結果。
本案例主要有兩大步分析：
1、剛度分析，以及與之前optistruct模型的對標。
2、新方案對比分析。
一、剛度分析
同時為了驗證simsolid的精確度，將分析結果與optistruct進行了對比。
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