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如何借助精确的设计仿真提升产品研发水平？ | SOLIDWORKS Simulation 集成分析解决方案

hejiaqiao 2022-06-28 工业3D设计 1,202 views

前言
打造创新产品需要洞察设计性能，而需要设计师能够高效、创新地预测设计行为。使用 SOLIDWORKS Simulation 3D CAD 集成分析解决方案，您可以直观、精确和低成本地模拟产品，了解到他将如何执行，帮助您精确地定义尺寸和优化设计，同时减少样机和耗时的试验过程。SolidWorks Simulation 帮助您精确地求解复杂的分析问题，帮助您克服时间、预算和质量的挑战。

仿真精确度如何让产品开发受益？
开发成功的产品需要创新、可靠性和速度。作为一名设计工程师，您需要满足形状、配合和功能要求，您还必须以更快的速度和更低的成本创建独特、可靠、并且可制造的产品设计。
要实现这些目标，您需要尽早地了解您的设计在实际运行环境下将如何工作，而不用求助于昂贵、耗时的多轮物理样机测试或外包仿真。
使用集成的 SOLIDWORKS Simulation 解决方案，您可以直接在 SolidWorks CAD 软件内运行精确的 FEA 仿真，让您可以在开发过程的早期快速获得结构分析结果，如应力水平、变形形状、产品寿命等。拥有此重要信息后，您可以做出重要的设计决策，以帮助您：

创建产品创新
减少样机制造
缩短产品上市时间
优化材料使用
消除设计的不确定性
尽量减少现场性能问题
减少保修索赔和退货
提升盈利能力

凭借直观的用户界面、强大的解算器和广泛的分析功能，SOLIDWORKS Simulation 为您提供了一个集成的设计分析解决方案，不仅速度更快、更容易使用，还与任何其它仿真软件包一样精确。本文将研究分析精确度，以及 SOLIDWORKS Simulation 软件中独特的精度、易用性和功能组合如何能让您的产品开发工作从中受益。

“我可以在几小时内求解以前需要花费一星期时间的非线性仿真问题。有了这样的速度，我可以快速优化和交付能够正常工作的设计。”

FEA 模拟现实的精确度如何？

一般情况下，FEA 系统利用有限元方法一一种离散数值技术，用来近似计算关于物理与工程的微分方程式边界值问题。该模型被表示为离散的几何体一用单元来网格化几何体。因为 FEA 解决方案（无论是哪个软件包）是基于有限元方法，其解决方案将永远是一个近似值一足够接近到提供做出重要设计决策所需要的精确度，但从不会 100% 完美地反映现实，并且包括离散误差。
FEA 解算器利用计算算法来生成从设计几何体、约束、材料属性到载荷的每个部件的微分方程式。然后，它们将微分方程式转化为每个单元的矩阵方程式，为模型生成一个全局的矩阵方程式。这一般通过使用直接稀疏或迭代解算器进行求解：直接稀疏解算器采用高斯消元法求解全局矩阵方程式；迭代解算器使用域分解法。
FEA 的数学基础意味着工程师必须精确地应用载荷和边界条件，以得到尽可能接近真实的答案。由于 FEA 代表近似估算设计性能，因此为了尽可能精确地模拟现实要求正确地设置分析问题。

关于 FEA 模拟现实的精确度的真正问题是：您需要有多精确？在大多数情况下，在 ±5% 内将提供做出正确的设计决策所需的洞察力。