Rodzaje analiz w SOLIDWORKS

Czy SOLIDWORKS umożliwia analizy MES?

Choć SOLIDWORKS kojarzony jest głównie jako oprogramowanie CAD, jego funkcje znacznie wykraczają poza modelowanie 3D. Narzędzie SOLIDWORKS Simulation oferuje pełne środowisko do przeprowadzania analiz MES (Metoda Elementów Skończonych), pozwalając na realistyczne testowanie projektu w środowisku cyfrowym. Inżynierowie mogą z łatwością analizować wpływ różnych obciążeń – mechanicznych, termicznych czy ciśnieniowych – na zachowanie konstrukcji.

Dzięki intuicyjnemu interfejsowi i bogatemu zestawowi funkcji, SOLIDWORKS Simulation wspiera projektowanie pod kątem trwałości, wydajności i bezpieczeństwa.

Podstawowe rodzaje analiz w SOLIDWORKS

Analiza statyczna – fundament optymalnego projektu

Najczęściej stosowanym i zarazem podstawowym rodzajem symulacji jest analiza statyczna. Wykorzystywana już na wczesnym etapie projektowania, pozwala ocenić, czy dany komponent sprosta założonym obciążeniom. Dzięki tej analizie można szybko zweryfikować odkształcenia, naprężenia i dobrać odpowiednią geometrię oraz materiał. To pierwszy krok w kierunku trwałego i bezpiecznego produktu.

SOLIDWORKS Simulation Standard oferuje wszelkie narzędzia niezbędne do przeprowadzenia takiej analizy, a użytkownicy mogą rozwijać swoje kompetencje dzięki szkoleniom z podstawowych analiz MES.

Wyboczenie – analiza stabilności konstrukcji

Analiza wyboczenia dostępna w SOLIDWORKS Simulation Professional pozwala przewidzieć, kiedy element konstrukcyjny ulegnie niestabilności pod wpływem sił ściskających. Szczególnie przydatna w projektowaniu kolumn, słupów czy belek – umożliwia ocenę punktu krytycznego wyboczenia i lokalizację potencjalnych słabych punktów.

Dzięki niej możliwa jest szybka weryfikacja bezpieczeństwa konstrukcji narażonych na znaczne siły osiowe.

Rodzaje analiz w SOLIDWORKS – symulacje dynamiczne i nieliniowe

Gdy konstrukcja pracuje w warunkach odbiegających od standardowych, konieczne staje się zastosowanie bardziej zaawansowanych narzędzi. SOLIDWORKS Simulation Premium oferuje symulacje dynamiczne oraz nieliniowe, które pozwalają zrozumieć zachowanie materiałów i komponentów w sytuacjach ekstremalnych – jak duże odkształcenia, zmienne kierunki sił czy nieliniowe zależności materiałowe.

Dzięki szkoleniu z analiz nieliniowych w Simulation Premium, użytkownicy mogą zdobyć praktyczną wiedzę, niezbędną do obsługi zaawansowanych funkcji.

Analiza upadku – analiza testu zrzutu

Analiza upadku (drop test) służy do symulowania zachowania produktu po upadku na twardą powierzchnię. Umożliwia określenie, które części konstrukcji są najbardziej podatne na uszkodzenia. Bierze pod uwagę nie tylko masę i geometrię obiektu, ale również właściwości materiałowe i sposób kontaktu z podłożem.

To kluczowa analiza dla producentów elektroniki, sprzętu AGD i elementów transportowych, gdzie wytrzymałość na uderzenia ma ogromne znaczenie.

Analiza częstotliwości własnych – analiza drgań

Zrozumienie, przy jakich częstotliwościach konstrukcja może wpadać w rezonans, jest niezbędne do uniknięcia uszkodzeń mechanicznych. SOLIDWORKS Simulation Professional umożliwia określenie częstotliwości własnych oraz analizę wpływu drgań na trwałość komponentów.

To nieodzowne narzędzie podczas projektowania urządzeń narażonych na wibracje – zarówno mechanicznych, jak i elektronicznych. Częstotliwości drgań własnych możliwe są do określenia dzięki oprogramowaniu SOLIDWORKS Simulation Professional, którego zakres jest omawiany w ramach kursu Analizy w Simulation Professional.

Analizy zmiennych obciążeń

Analizy zmiennych obciążeń dostępne w SOLIDWORKS Simulation umożliwiają ocenę, jak taka dynamika wpływa na zachowanie elementów konstrukcyjnych. To kluczowe narzędzie wszędzie tam, gdzie mogą występować drgania, wibracje czy też cykliczne naprężenia. A te z czasem prowadzą do zmęczenia materiału, a nawet awarii całego systemu.

Z pomocą SOLIDWORKS można symulować różnorodne przypadki, takie jak:

• Cykliczne obciążenia – regularnie powtarzające się siły, typowe np. w obracających się częściach maszyn, które z biegiem czasu mogą wywoływać mikropęknięcia i osłabienie materiału.
• Impulsy – krótkotrwałe, gwałtowne działania sił, mogące powodować natychmiastowe uszkodzenia mechaniczne, np. przy uderzeniach lub nagłych zatrzymaniach.
• Obciążenia harmoniczne – zmienne w czasie siły o sinusoidalnym przebiegu, które w pewnych warunkach mogą wywołać rezonans i intensywne drgania, zagrażające stabilności konstrukcji.

Wersja Standard SOLIDWORKS Simulation pozwala przeprowadzać cyfrowe testy zmęczeniowe z uwzględnieniem drgań harmonicznych i losowych – zarówno przy stałej, jak i zmiennej amplitudzie. Dzięki wynikom tych analiz można lepiej dobrać materiały, zoptymalizować kształt komponentów i zwiększyć ich trwałość w warunkach rzeczywistej eksploatacji.

Analizy termiczne – wpływ temperatury

Zbyt wysoka lub zbyt niska temperatura może osłabić konstrukcję. Analizy termiczne w SOLIDWORKS Simulation Professional pozwalają zbadać przewodnictwo, konwekcję, promieniowanie oraz wpływ energii cieplnej na strukturę modelu.

To nie tylko analiza rozkładu temperatury, ale także kluczowy element w projektowaniu urządzeń elektronicznych, mechanicznych i przemysłowych.

Optymalizacja konstrukcji

SOLIDWORKS Simulation Professional umożliwia automatyczne generowanie najlepszych rozwiązań projektowych w oparciu o zadane kryteria – jak minimalna masa, określona wytrzymałość czy ograniczenie kosztów. Narzędzie samodzielnie przelicza warianty i proponuje geometrię spełniającą założone wymagania.

Co więcej, sam wygeneruje odpowiednią geometrię. A to pozwoli na uniknięcie konieczności przebudowywania naszego projektu. Dzięki temu proces projektowy staje się szybszy, bardziej precyzyjny i mniej podatny na błędy.

Analiza połączeń mechanicznych

Wytrzymałość konstrukcji zależy w dużej mierze od poprawnego działania połączeń. SOLIDWORKS Simulation pozwala analizować śruby, spawy, nity czy kleje, oceniając ich wpływ na całość modelu.

To szczególnie ważne w przypadku struktur nośnych, ram konstrukcyjnych czy obudów mechanicznych, gdzie każdy detal ma znaczenie.

Badania zbiorników ciśnieniowych

Zbiorniki ciśnieniowe narażone są na szereg przeciążeń – od ciśnień wewnętrznych po zmiany temperatury. Dzięki analizom w SOLIDWORKS Simulation Professional można przewidzieć, jak zachowa się zbiornik w warunkach eksploatacyjnych i spełnić wymagania norm branżowych.

Dzięki zaawansowanym analizom możliwe jest nie tylko zapewnienie trwałości i niezawodności zbiornika, ale także optymalizacja jego konstrukcji w celu spełnienia rygorystycznych norm i standardów.

Analiza podmodeli – szczegółowe badanie wybranych obszarów

Gdy istotna jest precyzyjna analiza konkretnej części modelu, można wykorzystać analizę podmodeli. Narzędzie to pozwala zagęścić siatkę tylko w wybranym fragmencie i dokładnie zbadać jego zachowanie bez konieczności symulowania całej konstrukcji.

To efektywny sposób na uzyskanie dokładnych danych w kluczowych miejscach projektu.

Analiza struktur kompozytowych

Materiały kompozytowe wymagają szczególnego podejścia – ich wytrzymałość zależy od układu warstw i orientacji włókien. W wersji Premium SOLIDWORKS Simulation dostępna jest funkcja analizy struktur kompozytowych, pozwalająca na dokładne odwzorowanie zachowania laminatu.

Symulacja ta eliminuje konieczność kosztownego testowania fizycznego, zapewniając rzetelne wyniki w środowisku cyfrowym.

Podsumowanie – jakie rodzaje analiz w SOLIDWORKS warto znać?

SOLIDWORKS Simulation to kompletne narzędzie wspierające projektantów i inżynierów w tworzeniu bezpiecznych, trwałych i zoptymalizowanych produktów. Niezależnie od tego, czy chodzi o analizę statyczną, dynamiczną, termiczną czy kompozytową – każde z dostępnych narzędzi odpowiada na konkretne potrzeby projektowe.

Zastosowanie odpowiednich analiz umożliwia przewidywanie awarii, ograniczanie kosztów i przyspieszenie procesu wdrożenia produktu na rynek. To właśnie sprawia, że rozwiązania symulacyjne SOLIDWORKS są niezastąpione w nowoczesnym procesie projektowania.

Jeśli potrzebujesz wsparcia w zakresie SOLIDWORKS Simulation, skontaktuj się z naszym zespołem. Jesteśmy tutaj, by pomóc.