利用 3DEXPERIENCE 模拟突破极限

2025年9月14日 阅读时间:5分钟
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介绍

在验证设计方面, SOLIDWORKS Simulation 为工程师提供了一个绝佳的起点。但随着设计变得越来越复杂,载荷条件也越来越非线性, 3DEXPERIENCE 平台能够将您的功能扩展到桌面平台之外。在本篇博客中,我们将通过一个简单而强大的演示——易拉罐压碎仿真——来重点介绍 SOLIDWORKS 如何与 3DEXPERIENCE 无缝集成,以及这对于高级分析的重要性。.

从CAD到仿真,一步到位。

我们首先在 SOLIDWORKS 中创建一个简单的装配体:一个罐子放置在两块刚性板之间。只需点击几下,即可将此模型直接保存到平台,并保持与 CAD 设计的完整关联。平台能够无缝传输您的几何体、材质和设计意图,无需文件转换或重新设计。.

图 1: SOLIDWORKS 易拉罐压扁模型

图 2: 3DEXPERIENCE 平台内部的模型

具有可变厚度的壳体定义

其中一项最强大的集成功能是能够直接从 SOLIDWORKS 模型定义具有可变厚度的壳单元。罐体的薄铝壁非常适合进行壳单元建模,厚度值可以根据 CAD 定义而变化。这避免了手动数据输入,并确保了与设计本身相符的精度。.

图 3: 3DEXPERIENCE中可变厚度的壳体设置

使用砖块和四边形进行高级网格划分

在 3DEXPERIENCE中,网格划分工具的功能远超 SOLIDWORKS Simulation。对于易拉罐压扁模型,我们采用了由砖形单元和四边形单元混合构成的网格,从而高精度地捕捉了其曲率和坍塌行为。自动网格划分规则加快了设置速度,而网格质量控制则确保了结果的可靠性。.

图 4:由砖块和四边形单元组成的网格模型

真实的接触和明确的动态

易拉罐并非在简单的线性假设下失效。它们会在几毫秒内发生弯曲、褶皱和折叠。为了捕捉这一过程,仿真采用了两项关键功能。通用接触模型能够自动检测所有摩擦相互作用(此处摩擦系数为 0.2),无需定义每个表面之间的接触。显式动力学求解器专为高度非线性、瞬态事件而设计,例如冲击、碰撞或成型过程,因此非常适合模拟像我们这种易拉罐一样的薄壁结构的突然坍塌。.

图 5:物理管理器显示一般联系方式和明确步骤

富有洞察力的结果

结果不言自明。随着顶板向下移动,罐壁发生屈曲,应力重新分布,最终坍塌。通过分析层厚、变形和应力分布,工程师可以深入了解实际结构性能。.

视频:罐体的动态坍塌

超越结构:电磁学的实际应用

尽管易拉罐压扁演示非常强大,但这仅仅是个开始。借助 3DEXPERIENCE 平台,我们还可以解决电磁学问题,并将其与结构力学相结合。我和我的同事 Hassan CHREIM 博士 曾参与一个有趣的项目,我们模拟了电流流过线圈时产生的强大力密度,最终将易拉罐撕裂。通过将 EMAG 与结构仿真相结合,并应用先进的材料模型,我们可以超越简单的屈曲模拟,捕捉损伤和撕裂过程。这仅仅是多物理场仿真未来发展的一个缩影。

GIF:磁场

为什么这很重要

此示例突显了 3DEXPERIENCE 相较于桌面仿真软件的优势。它能够提供捕捉非线性屈曲、折叠和接触行为所需的精度。自动网格划分和通用接触功能显著缩短了设置时间,而云计算资源则提供了可扩展性,能够处理更大、更精细的模型。此外,其集成确保了 CAD 关联的壳体、材料和几何体更改能够直接从 SOLIDWORKS导入。最终,工程师们可以减少与软件交互的时间,从而将更多精力投入到基于仿真结果的、自信的设计决策中。.

结论

易拉罐压扁演示虽然简单,却充分展现了 3DEXPERIENCE Simulation 的强大功能:与 SOLIDWORKS无缝集成、先进的物理引擎(例如显式动力学)以及可扩展的计算能力,足以应对未来的设计挑战。而这仅仅是冰山一角。借助同一平台,您还可以探索电磁学,研究电流如何产生足以撕裂易拉罐的强大作用力;或者应用 CFD 来评估气流、冷却或热效应。无论您是模拟易拉罐压扁、流体运动还是电磁力,该平台都能让您自信地模拟真实情况。.

SOLIDWORKS 用户面临的亮点和挑战

对于 SOLIDWORKS 用户而言,这种过渡非常自然。壳体定义仍然与 CAD 模型关联,即使是可变厚度等复杂设置也能自动捕捉。进入平台后,包括显式动力学、通用接触、电磁学和 CFD 在内的高级求解器能够实现超越线性假设的仿真。采用砖块和四边形的高级网格划分能够提供高精度,即使是像易拉罐挤压演示这样高度非线性的坍塌案例也能应对自如。.

任何功能升级都需要一段时间来适应,从熟悉的 SOLIDWORKS Simulation 界面过渡到功能更强大的 3DEXPERIENCE 环境也不例外。对于从快速静态分析入手的用户来说,该平台引入了新的工具和工作流程,拓展了应用的可能性。稍加培训即可充分发挥其潜力。由于该平台基于云端,并提供灵活的订阅许可,企业可以获得可扩展性和可预测的预算。对于大多数用户而言,这一过渡是迈向更高精度、更佳协作以及面向未来的多物理场仿真环境的自然过程。.

立即开始

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Dr. Omar Zohni
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大卫·克利夫顿·普兰查德
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大卫·克利夫顿·普兰查德
7个月前

伟大的!

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