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“基于Simulation和ABAQUS”对虎钳进行静力学仿真对比分析

发表时间: 2023-07-03 15:14:19

作者: 广州宇喜资讯科技有限公司

为什么选择 Simulation?

仿真工具多种多样,怎样选择适合自己企业的仿真工具,这也是让很多企业感到头疼的问题。Simulation是集成在Solidworks中的一款仿真工具,跟传统的仿真流程不一样,它推崇的设计仿真一体的并行设计,由设计工程师直接对产品进行验证,不需要交给专门仿真工程师进行验证,减少产品研发的周期;ABAQUS则是传统流程(串行)下进行的,如下图


 

为什么要进行仿真分析?

 

随着中国制造向中国智造的转型,越来越多的企业开始对创新更加重视,产品研发过程中的仿真元素的加入,打破传统靠经验、靠后期样品验证找出问题点的模式,通过仿真可以提前找出产品的问题点,设计师可以尽可能提前优化产品,避免将问题留到后期,大大减小产品的开发周期和费用,有了这个环节,设计师可以更大胆的创新设计产品,为企业创造更多的效益的同时,也让产品具有更好的竞争性。

 

通过对虎钳的分析比较Simulation相对于ABAQUS的优势

1.工况

虎钳嘴和销钉处固定不动

末端受到225N的力


 

2.静力学分析流程对比

Simulation分析流程基本以下:

模型简化—选择算例类型—添加材料—添加接触条件—添加约束/载荷—划分网格—运行算例—结果后处理


 

ABAQUS基本流程以下:

导入模型(第三方简化后模型)—添加材料—组合装配体—选择分析步类型/选择后处理需要输出的参数—添加接触条件—添加约束/载荷—划分网格—运行算例—结果后处理


 

3.模型简化

Simulation:

集成在Solidworks软件中的,在同一个界面Solidworks中就可以完成模型的更改

 

ABAQUS

对于复杂模型需要在第三方软件进行优化,然后导入到ABAQUS中进行后续的前处理,如果模型需要反复的修改,就需要浪费很多的时间

 

4.材质:普通碳钢

simulation

选择对应的材料或者创建材料—赋予材料

 

ABAQUS

创建材料—创建截面属性—赋予截面属性


 

5.接触

simulation

用全局无穿透接触,设置一步到位,此例中不考虑摩擦


 

ABAQUS

需要先设置接触属性(无摩擦),后将装配体设置为通用接触


 

6.添加载荷

simulation

用外部载荷给指定的面添加225N的载荷


 

ABAQUS

为了方便给面添加载荷,先将面耦合在一个参考点上,然后给点施加225N的集中力载荷(此过程相当于simulation中的远程载荷)


 

7.划分网格

Simulation & ABAQUS

均用网格大小为2mm划分网格,网格类型均采用四面体二阶单元

 

8.结果后处理

Simulation

后处理应力为145.6Mpa和位移0.483mm

应力和位移分析分别如下图


ABAQUS

后处理应力为148.4Mpa和位移0.480mm

应力和位移分析分别如下图



前处理和后处理信息如下


 

两者对比可以得出:

 

1两者单元大小和类型一致的情况下,simulation网格数量比ABAQUS多1/2

2Simulation在单元数量较多的情况下,运算时间接近是ABAQUS的1/7倍,但应力值只相差2%,差值几乎可以忽略;位移值基本一致

3从后处理云图可以看出。两者的应力和位移最大的地方都一致

 

通过使用Simulation和ABAQUS软件得出以下结论

Simulation的人机交互界面更加友好,操作更加简便,对于初学者更易学易用,要求的理论知识较低,而且与SolidWorks无缝对接,能快速修改模型,对于有SolidWorks基础的人来说比较有优势。

 

Simulation具有单位系统,可以避免人为将数值输错,而ABAQUS是没有单位系统的,需要人为指定一套单位系统,对于初学者来说很容易将单位搞错,导致后处理数值出现数量级的错误。

 

  两者的帮助文档各有优点,Simulation的帮助有中文版本,对于英文不是很好或者是初学者来说,提供了很好的学习资料;ABAQUS则是全英文的帮助,但它的帮助说明非常的详细,而且有很多对应的例子供大家学习和理解。

 

  对于简单的线性静力分析,Simulation的分析速度更快,而且分析出来的结果两者相差不大,效率更高。ABAQUS在非线性分析领域更加强大,在业界处于领先,如碰撞、跌落、齿轮啮合冲击等高度非线性分析。

 

  Simulation更侧重于设计验证,由设计工程师直接完成仿真验证,更加高效快捷;而ABAQUS往往由设计对接专门的仿真工程师完成。

“基于Simulation和ABAQUS”对虎钳进行静力学仿真对比分析
为什么选择 Simulation?仿真工具多种多样,怎样选择适合自己企业的仿真工具,这也是让很多企业感到头疼的问题。Simulation是集成在Solidwor
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