在進(jìn)行結(jié)構(gòu)仿真分析時(shí)，首先要確定分析對(duì)象以及該對(duì)象適用的條件；其次是確定該對(duì)象的參數(shù)及合理的參數(shù)范圍；然后進(jìn)行幾何模型的建立和選擇合適的網(wǎng)格進(jìn)行剖分；最后進(jìn)行材料、邊界條件的設(shè)置并提交求解器計(jì)算，得到分析結(jié)果后進(jìn)一步完成仿真APP的開發(fā)。

一、確定分析對(duì)象及其所適用的條件

該物體是什么樣的？適合三維建模還是二維模型簡化？它受幾種載荷？受力點(diǎn)（面）在哪兒？約束點(diǎn)（面）在哪兒？這些問題都需要在腦子里先有一個(gè)形象的畫面，這樣才更有助于我們下一步的三維建模。例如這個(gè)內(nèi)外牙螺母，它受彎矩的面如果是外環(huán)上部，那么根據(jù)實(shí)際情況約束面就要選擇內(nèi)環(huán)的某部。

二、確定參數(shù)及其大致范圍

關(guān)于參數(shù)的選擇不僅要結(jié)合實(shí)際，還要考慮到后面的網(wǎng)格剖分和APP界面的參數(shù)調(diào)節(jié)時(shí)的鍵盤步進(jìn)問題。

大家在設(shè)置參數(shù)時(shí)，可以考慮把單位級(jí)別調(diào)大一位，這樣調(diào)整參數(shù)后再進(jìn)行網(wǎng)格剖分時(shí)不容易出現(xiàn)網(wǎng)格不匹配的情況。另外APP封裝時(shí)默認(rèn)的鍵盤步進(jìn)是0.1，位數(shù)越小精度越高；有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)調(diào)完參數(shù)后新的幾何模型剖分不了的情況，此時(shí)可以考慮像下圖所示的調(diào)整方法：把21mm在表達(dá)式中按照高一級(jí)的單位2.1cm輸入。

三、選擇合適的網(wǎng)格進(jìn)行剖分

在這個(gè)案例中經(jīng)過測試，以幾何模型“最小直邊”的長度為最小尺寸，最大尺寸取其5~10倍時(shí)效果比較好。

當(dāng)然對(duì)于一些特殊的結(jié)構(gòu)，粗部與細(xì)部差距過大時(shí)，最大尺寸可適當(dāng)取大一些。例如下圖所示的電錘轉(zhuǎn)換桿模型，它的螺紋部分需要用細(xì)網(wǎng)格剖分來保證計(jì)算的精確度，而桿部則可以用粗網(wǎng)格以節(jié)省計(jì)算資源。

四、計(jì)算求解時(shí)報(bào)告瀏覽器的使用

在網(wǎng)格剖分和計(jì)算時(shí)建議打開報(bào)告瀏覽器，通常在網(wǎng)格剖分失敗或者計(jì)算失敗時(shí)，它會(huì)用醒目的紅色來提醒你出錯(cuò)了，可以讓你及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題出在哪兒以便盡快修改調(diào)整。而在平時(shí)做其他操作時(shí)，也可以關(guān)掉它，以便用更大的屏幕空間顯示其他信息。

五、在APP界面選定最終的參數(shù)范圍時(shí)需要注意的兩點(diǎn)

一是方向問題：在三維建模里生成的圖元，默認(rèn)方向是沿坐標(biāo)軸方向，參數(shù)改變時(shí)離原點(diǎn)近的“底”默認(rèn)是不動(dòng)的，尺寸變化后移動(dòng)的是離原點(diǎn)遠(yuǎn)的一端。如果是兩個(gè)圖元摞在一起的，如下圖所示情況：

下方圖元的高度調(diào)小的時(shí)候很容易和上邊的圖元“斷開”，所以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和綁定時(shí)要注意相同尺寸的綁定和聯(lián)動(dòng)。

二是錯(cuò)位問題：有一些特殊操作生成的三維實(shí)體，在改變參數(shù)時(shí)容易引起圖元內(nèi)部錯(cuò)位，比如最常見的三維螺旋線掃掠，在三維螺旋線大半徑改變的時(shí)候，往往會(huì)與掃掠截面偏離，導(dǎo)致掃掠錯(cuò)誤，生成不出來所需的三維實(shí)體。這個(gè)時(shí)候需要在建模的時(shí)候考慮是否調(diào)整半徑，或者事先做好掃掠截面圓心與原點(diǎn)的距離的綁定等。

在基于Simdroid完成本次內(nèi)外牙螺母抗彎矩分析案例的過程中得到了云道智造多位老師的幫助和支持，尤其是張?zhí)依蠋熐捌诓?span id="s0sssss00s" class="font-size-16">厭其煩地幫我解疑答難，在此深表感謝。同時(shí)希望我的這些拙見能夠?qū)ο裎乙粯觿偨佑|仿真不久的同學(xué)有所幫助，文中有不足和疏漏的地方還請(qǐng)各位在評(píng)論區(qū)多多指正。

作者：李帥康

Simdroid試用

? ? ? ?Simdroid是由北京云道智造科技有限公司開發(fā)的基于“仿真平臺(tái)+仿真APP”模式的通用多物理場仿真平臺(tái)。該平臺(tái)具備自主可控的結(jié)構(gòu)、電磁、流體和熱四大物理場求解器和多物理場仿真內(nèi)核，在統(tǒng)一友好的環(huán)境中為仿真工作者提供了前處理、求解分析和后處理工具，同時(shí)其內(nèi)置的APP開發(fā)器支持用戶以無代碼化開發(fā)的方式便捷封裝全參數(shù)化仿真模型及仿真流程，將仿真知識(shí)、專家經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為可復(fù)用的仿真APP，實(shí)現(xiàn)知識(shí)變現(xiàn)。仿真APP通過APP商店Simapps 實(shí)現(xiàn)在線展示、交易，用戶通過云端快速、便捷、低成本使用各類工業(yè)APP，真正實(shí)現(xiàn)普惠仿真的愿景。Simdroid已經(jīng)在電力、家電、生物醫(yī)療、電子信息、航空航天等行業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的工程化應(yīng)用。