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2020年最佳CAD软件与有限元分析工具

2020年最佳CAD软件与有限元分析工具

有限元分析软件,又称FEA软件,是当今每个机械工程师常用的工具。

在当前的市场中,为了保持竞争力,有许多挑战要面对。高盈利能力需要高质量的产品。因此,产品开发工程师、QA工程师、可靠性工程师、设计工程师等都必须尽最大努力来实现这种质量。

其中一些挑战包括进行测试,以确保其产品的部件和材料的性能符合预期。这包括对不同情况的反应,包括力,振动和热。

在过去,这些测试是通过创建产品原型并对其进行测试来完成的。然而,创建原型和测试通常需要时间和更高的成本。

因此,使用有限元分析,与精益制造方法为了最大限度地提高生产率并最大限度地减少浪费。

什么是有限元分析?

有限元分析(FEA)是一种计算机化分析方法。它用于研究基于的模拟物理现象有限元方法(FEM)。有限元法是一种利用数学模型来解决以微分方程为代表的复杂结构工程问题的数值方法。

工程师在设计过程中使用有限元分析。它们转向有限元分析软件而不是制造原型实验实验。

在设计阶段应用它有助于优化机械部件以使产品更好,并使它们更快地交付。

如何在设计过程中使用有限元分析?

设计过程中存在不同的阶段。其中一个是测试解决方案,以了解是否符合要求和预期的工作行为。

首先,定义问题。进行市场调查,以确定和明确需求。然后进行头脑风暴和对不同可能性的评估。这包括通过CAD软件对不同的部件甚至整个组件进行建模,以获得更好的可视化效果。

幸运的是,当前CAD软件通常以包含超出建模的其他模块的包装形式。其中许多已经包括FEA功能。其中,许多人甚至可以使用被称为的液体计算流体力学或CFD

因此,在设计过程的先前阶段制造的模型可用于测试可能的解决方案。如有必要,请根据数据和测试结果重新设计零件。

当然,如果需要,也可以将模型导出到另一个仿真软件。专业软件提供更准确的结果并具有更多功能。例如,这种优化是大批生产所必需的。过度尺寸导致积累的不必要成本系列生产

在应用FEA时考虑的方面

现在,在设计过程中应用有限元有一些方面需要考虑:

  • 需要的分析类型必须明确定义,可以是静态的,也可以是动态的。
  • 该模型必须进行有限元优化。这就是为什么CAD软件包可以非常强大,因为CAD模型的所有数据总是可用的。
  • 必须执行一些手工计算。这是验证FEA结果的唯一方法。看看我们的机械工程师的网站列表对于使用在线计算器执行这些检查的伟大来源。

类型的分析

您必须务必选择正确的分析类型以获得正确的结果。

静态分析

SolidWorks仿真 - 线性静态应力
SolidWorks仿真 - 线性静态应力

它包括线性静态和非线性准静态情况。静态分析涵盖的一些最常见的情景包括线性应力分析,变形分析和热分析。

在静力分析中,特定荷载下的简单和复杂结构分析是常见的。

动态分析

自行车框架线性动力学分析 -  SolidWorks仿真
自行车框架线性动力学分析 - SolidWorks仿真

它研究动态负荷下的动态行为,如振动激励。它包括模态分析,谐波响应分析,瞬态动态分析和旋转转换分析。

动态分析应用的示例包括不同阶段的发动机组件的行为,例如启动。它还适用于研究工程领域之外的影响。例如,您可以创建对人类的模拟对撞击的影响。

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具有有限元分析能力的CAD软件

如今,还提供了各种各样的CAD和FEA软件解决方案。通过持续的技术进步,更容易创建具有不同功能的更具体的解决方案。其余问题是 - 其中哪一个适合您?

将FEA的可能性合并到功能列表中是一个大的功能CAD软件的优点。在这里,我们可以让您概述最强大的CAD,具有集成的有限元分析工具。突出显示每个的好处和可能的限制使您更容易选择最佳选择。

Autodesk Inventor.

Autodesk Inventor 2017:13:压力分析
Autodesk Inventor 2017:13:压力分析

Autodesk首先使用AutoCAD 2D牵引系列获得全球牵引力。现在,Autodesk已成为顶级CAD和有限元分析软件供应商之一。

发明人是Autodesk的机械设计和3D CAD软件。它包括经典CAD功能,如参数化建模,装配建模和绘画创作。但它还拥有更强大的新工具,如设计自动化和自动框架设计。

该软件还允许您在一个单独的环境与钣金设计工作。它还为可视化提供了极大的灵活性,如爆炸视图和视频动画。

关于有限元分析功能,您可以轻松地对您的模型进行静态或模态压力分析和动态分析。该软件提供了一个设置对话框,参数表和模拟指南,以帮助您进行模拟过程。

此外,Autodesk还提供Inventor Nastran,他们将其定义为嵌入式cad有限元分析软件。只有在订阅了他们的产品设计和制造集合时才可用。

该软件应作为Inventor提供的FEA功能的扩展。它包括更广泛的研究和材料的分析。例如,运行线性和非线性应力,动力学和传热研究的可能性。

凡好

  • 来自杰出公司的强大软件。
  • CAD嵌入,因此文件导出和导入不需要运行研究。
  • 提供多种语言的客户支持。
  • 伟大的知识库意甲赞助商万博manbetx和公司网站,包括视频教程,文章和论坛。
  • 组件和焊接也可以在不需要复杂设置的情况下进行测试。

cons

  • 限于线性应力和线性动态分析。其他类型需要使用Inventor Nastran。
  • Inventor Nastran不能作为独立补品获得,但只有一个集合。该系列可能包括您真正需要的软件,并且它可能是昂贵的。
  • 本机仅适用于Windows。

Dassaultsystèmessolidworks.

SolidWorks有限元分析简介
SolidWorks有限元分析简介

SolidWorks是欧特克投资公司的主要竞争对手之一,它是法国开发的一款3D CAD软件。它以其设计到制造的能力而自豪。

在SolidWorks内发现的主要功能中,使用大型和复杂的组件的可能性脱颖而出。可以在简单的模型上工作并将其缩放到完整的设施复合物中。

SolidWorks是一个完整的CAD包,具有不同的模块,包括其中一个最好发软件。这些模块包括:

  • 3D CAD.
  • SolidWorks Cam.
  • 作曲家
  • 电气3D
  • 电气图纸
  • 检查
  • 模拟等

通过SolidWorks仿真模块应用FEA。该模块有三个级别:标准,专业和保费。显然,后者是最强大的版本,包括:

  • 静态研究
  • 疲劳研究
  • 运动分析
  • 热分析
  • 频率的研究
  • 屈曲研究
  • 压力容器研究
  • 拓扑优化
  • 线性动态研究
  • 非线性分析

此外,creator提供SolidWorks Simulation的补充。它们的范围从流动模拟和塑料包装到更具体的解决方案。例如,电子冷却和可持续性模块为您提供了验证您的设计的选项。所有这些包和模块都嵌入到3D CAD软件中。

此外,为用户提供更高的FEA功能,DassaultSystèmesSolidWorks通过其Simulia结构模拟设计师提供ABAQUS。它是一个专门的FEA软件,与CAD接口具有很大兼容性。

凡好

  • 来自突出和验证公司的强大软件。
  • CAD嵌入式,不需要文件导出和导入来运行研究。
  • 在同一包装中的各种测试范围。
  • 还可以执行CFD测试。
  • 补充是单独的独立解决方案,让您只需支付您的真正需要的可能性。
  • 提供多种语言的客户支持。
  • 伟大的知识库意甲赞助商万博manbetx和公司网站,包括视频教程,文章和论坛。

cons

  • 根据您使用的模块的版本和数量,系统要求可以非常高。
  • 本机仅适用于Windows。

西门子固体边缘

实体边缘CAD设计的仿真与优化
实体边缘CAD设计的仿真与优化

Solid Edge是西门子提供的产品开发工具的完整组合。杰出的德国公司为机械和电气设计,仿真,制造,技术出版物,数据管理提供了工具。

在最新版本的Solid Edge中,我们可以找到许多新功能。这些包括高级技术,如增强现实以及完全数字化设计到制造过程的能力。

固体边缘中包含的另一个出色特征是添加剂和减法制造的优化。可以定义和执行一系列制造过程,包括:

由于3D印刷技术的进步,后者是一种很好的补充。

Solid Edge提供3种不同级别的仿真工具:实心边缘溢价,实心仿真和实心边缘仿真先进。Solid Edge的可扩展模拟可让用户数字验证和优化零件,组件和完整系统。您可以在设计过程中提早进行,以减少需求快速原型设计并节省时间和成本。

Solid Edge的有限元能力包括单个零件的仿真、装配分析和计算流体动力学(CFD)。有了这个CAD和有限元分析软件,它可以执行:

  • 压力分析和模拟
  • 振动模拟
  • 全动作模拟
  • 屈曲模拟
  • 热模拟

所有的选项都基于经过验证的Femap有限元建模和NX Nastran求解器技术。

凡好

  • 来自突出和验证公司的强大软件。
  • CAD嵌入式,不需要文件导出和导入来运行研究。
  • 同一包装中的广泛功能。
  • 还可以执行CFD测试。
  • 能力在3级系统中可扩展,供您决定更高的成本是否真正合理。
  • 提供多种语言的客户支持。
  • 伟大的知识库意甲赞助商万博manbetx和公司网站,包括视频教程,网络研讨会,文章,论坛等。
  • 许可证可以在年度或每月订阅时获得。它为用户提供了灵活性,以决定如何支付。

cons

  • 根据您使用的版本,与其他CAD和FEA软件相比,系统要求可以非常高。
  • 最新版本仅限于Windows 10 Enterprise或Professional。

PTC Creo.

PTC Creo模拟
PTC Creo模拟

Creo是设计和工程界的另一家知名公司。他们的3D CAD和有限元分析软件是大名的艰难竞争对手。

Creo提供可扩展的3D CAD产品开发包和工具。这些工具具有建模和设计,仿真和分析,增强现实和添加剂制造。

除了在任何软件中找到的3D设计功能,Creo还提供了基于知识的设计的可能性。您可以通过其智能连接的设计功能使用现实世界产品使用数据。

Creo的FEA能力多年来一直在扩大。在最新版本中,他们添加了CFD与Creo流动分析扩展。另一个组件是Creo Simulation Live工具,它在建模环境中提供即时反馈。

Creo Simulation Live是最显着的功能,因为它将结构,热量和模态分析到设计师的手中。可以在不需要网格或简化模型的情况下执行模拟。

该技术是与工程软件行业,ANSYS最受尊敬的名称之一创建的。因此,Creo绝对推动了他们在市场上的可信度和可靠性。

与Creo 6.0有可能运行:

  • 结构分析
  • 热敏测试
  • 运动分析
  • 疲劳仿真
  • 模具填充分析

所有这些可能性使其成为完整的3D CAD和有限元分析软件的良好选择。

凡好

  • 来自突出和验证公司的强大软件。
  • CAD嵌入式,不需要文件导出和导入来运行研究。
  • 同一包装中的广泛功能。
  • 还可以进行CFD和模具填充测试。
  • 在5级订阅系统中,功能是可伸缩的,您可以决定何时需要更高的成本。
  • 提供多种语言的客户支持。
  • 伟大的知识库意甲赞助商万博manbetx和公司网站,包括视频教程,网络研讨会,文章,论坛等。
  • 许可证可以在支付代价模型上获取,这为用户提供了灵活性来决定如何支付。

cons

  • 模拟仅限于高级设计和高级设计加级。
  • 仅适用于Windows。

最后的想法

重要的是要提及我们可以找到非常强大的有限元分析软件,如ANSYS。这些提供了对更复杂和特定的工程情况和领域进行研究的可能性。但是,这种类型的软件无用作为单独的CAD程序。因此,他们需要与我们之前提到的一些程序平行使用。

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