基于SolidWorks软件的粮食机械仿真验证分析

1 CAE及CAE应用优势

    CAE技术，是指工程设计中的分析计算与分析仿真，具体包括工程数值分析、结构与过程优化设计、强度与寿命评估、运动、动力学仿真。工程数值分析用来分析确定产品的性能；结构与过程优化设计用来保证产品功能、工艺过程的基础上，使产品、工艺过程的性能最优；结构强度与寿命评估用来评估产品的精度设计是否可行，可靠性如何以及使用寿命为多少；运动、动力学仿真用来对CAD建模完成的虚拟样机进行运动学仿真和动力学仿真。从过程化、实用化技术发展的角度看，CAE的核心技术为有限单元技术与虚拟样机的运动、动力学仿真技术。

    CAE能在产品设计阶段分析产品的静、动态特性，模拟产品在未来工作环境的工作状态和运行行为，在设计阶段发现设计中的缺陷、并对其修改，并证实未来工程、产品性能的可行性和可靠性。一般情况下，CAE主要完成工作包括：发现设计缺陷、减少重量、增加强度、优化零部件尺寸、优化性能、选择恰当材料、检查安全要素等。

    现代设计方法学表明，产品设计虽然只占产品整个成本的5%，但它却影响产品整个成本的70%。在设计过程中，如果确定了产品结构、零件形状、材料及精度，则产品成本的70%～80%将被确定。因此，产品设计在产品开发阶段需要重点予以考虑。

    CAE技术能够给工业企业产品研发带来巨大的经济效益，这已成为不争的事实。以Nastran为代表的高端CAE软件早已活跃在全球各行各业中，将“基于物理样机试验的传统设计方法”带人基于“虚拟样机仿真的现代设计方法”，将大幅度缩短产品开发周期，降低成本，提高企业竞争力。潜在的问题越早地得到发现和解决，设计的成本与周期的降低效果越明显。因此，CAE分析应该提前到概念设计阶段，在粮机设计阶段就应该进行CAE分析。设计人员负责对自己设计的结构进行分析，已成为企业的迫切需求。

2 分析软件介绍

    从 2009开始，其著名的FEA软件COSMOSWorks改名为 Simulation。其为了体现设计仿真一体化的解决方案，在无缝集成界面做了创造性的改变，将仿真界面，仿真流程无缝融入到的设计过程中。

    Simulation是一个与完全集成的设计分析系统。

    其主要分析功能如下：

    ①系统及部件级分析。以FEA为例，为了实现有价值的分析，设计的几何部件会需要不同的单元类型，实体、壳、梁、杆进行离散。而且需要充分考虑装配体间的连接关系和接触关系。其中连接关系的处理尤其重要，涉及到螺栓连接、销钉连接、弹簧、点焊、轴承等非常复杂的连接关系。