SolidWorks Simulation软件在产品开发中的应用

一、 Simulation软件及其功用

    计算机辅助工程CAE软件有专用软件和通用软件两大类。专用软件是针对特定类型的工程或产品所开发的用于产品性能分析、预测和优化的；通用软件可以对多种类型的工程和产品的物理、力学性能进行分析、模拟和预测、评价和优化，以实现产品技术创新的。无论专用还是通用，CAE软件的主体就是有限元分析软件。有限元方法的基本思想是将结构离散化，用有限个容易分析的单元来表示复杂的对象，单元之间通过有限个节点相互连接，然后根据变形协调条件综合求解。由于单元的数目是有限的，节点的数目也是有限的，所以称为有限元法。这种方法灵活性很大，只要改变单元的数目，就可以使解的精确度改变，得到与真实情况无限接近的解。

    Simulation软件是从2009开始，由其著名的有限元分析软件COSMOSWorks改名而来的。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。凭借其快速解算器的强有力支持，可令用户通过个人计算机快速解决大型问题。采用一种近似数值分析的方法，以辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题。

二、 Simulation软件在产品开发中的应用

    基于 Simulation软件强大的辅助分析及优化设计的功能，我们在进行一款医疗公司的医疗床产品开发时，对该医疗床的应力进行有限元分析，并对医疗床的材质、约束和载荷进行设定，通过虚拟分析结果来对设计进行优化和改进，从而帮助企业缩短产品开发周期，同时也保证了产品的可靠性。

    使用 Simulation软件进行应力有限元分析时，通常包括如下几个步骤：

    （一）构建或打开模型，加栽插件，选择静态分析

    首先需要使用构建或打开已构建好的医疗床三维模型，然后在插件项目中选择 Simulation插件（如图1a所示，勾选该项），确定后系统即加载Simulation插件，则屏幕上方就有 Simulation的插件按钮。

    图1 加载启用Simulation插件

    在simulation插件按钮中，选择新建算例，如图1b所示。 Simulation可以分析产品的很多项力学分析，包括产品的震动频率、产品所受的热应力、产品的跌落测试等等，在此选择静态分析，可对线性材料零部件进行应变，位移，应力以及安全系数的分析。