连接保真度

SimSolid 中的连接工具和连接最佳实践。

SimSolid 支持多种连接类型，包括：
  • Regular Contact-Based Connections: 曲面之间的标准接触相互作用。
  • Seam Welds: 代表焊缝的连接。
  • Spot Welds: 通常用于薄片金属装配中的区域焊缝连接。
  • Laser Welds: 模拟激光焊效果的连接。
  • Virtual Connectors: 越来越多的虚拟连接器，如接头、衬套、超单元和远程质量，有助于对复杂的相互作用和约束进行建模。

常规连接

  • 常规连接在相互作用零件之间的接口处表示为点云。这些点云显示了发生接触相互作用的位置。
  • 可以自动或手动创建连接。无论哪种情况，SimSolid 都会自动确定间距和穿透容差。分辨率以默认设置为准。
  • 适当调整临近容差和分辨率对于创建逼真的连接至关重要，可带来更精确的载荷路径和更好的整体仿真结果。
公差
  • 根据邻近标准建立连接。如果两个零件的面在定义的间距/穿透容差窗口内，则可以在它们之间建立连接。
  • Gap tolerance:
    • 太大：间距容差太大会导致在不想要的区域创建连接，从而可能导致模型过于坚硬，模拟结果不现实。
    • 太小：间距或穿透容差太小会导致零件断开或不稳定，影响分析的准确性和可靠性。
图 1.


分辨率
连接界面上的点云密度表明了连接的强度和质量。点数越多，零件之间的连接就定义越明确，这对于预测准确的载荷路径、避免应力集中以及解决非线性接触分析中的收敛问题至关重要。
  • Selective Use: 仅在需要详细连接定义的区域使用增强、高或极高分辨率。这样可以避免不必要的计算开销。
    图 2.


  • Aspect Ratio Check: 使用“查看连接”窗口中的“纵横比”选项来评估连接质量。纵横比小于 0.001 的连接被视为定义明确。
  • Connection Layers: 确保零件之间至少有两层（排）连接点，以实现稳固的连接。
  • Avoid Discrete Points: 确保连接不包含离散点，因为这些点可能导致应力集中和分析不准确。
    图 3.


不当连接的示例

  • Incorrect Load Paths: 分辨率不足或容差设置不当的连接会导致载荷路径不正确。这可能会导致整个装配的力和力矩分布不准确，影响其整体性能。
    下图是一个模型，其中两个板通过单层连接点连接。在分析这种设置时，可以从图像中观察到，垂直板的行为就像是围绕着连接线铰接在一起。
    图 4.


    在这种情况下，建议提高连接分辨率。如图所示，提高分辨率会增加多条连接点，从而在分析过程中沿着这些点形成更牢固的绑定接触。
    图 5.


  • Unwanted Stress Concentrations: 点云密度不足或连接定义不清会导致局部应力集中，这并不现实，可能无法反映装配的自然行为。
    在下面的示例中，第一张图说明了由于连接点不足而导致的局部应力集中。然而，第二张图中的连接点密度更高，显示出更均匀的应力分布。
    图 6. 连接点云不足


    图 7. 连接点云充足


  • Convergence Issues in Non-Linear Analysis: 在非线性接触分析中，定义不清的连接或离散点会导致收敛问题。由于连接定义不一致，求解器可能难以找到解决方案，导致分析失败或产生不可靠的结果。

SimSolid 中的连接工具

SimSolid 提供了多种工具来简化正确连接的创建和管理：
  1. Show Disconnected Groups:
    • 列出了所有断开连接的零件组，您可以进行删除、抑制或连接操作。
    • 选择要处理的断开连接的组，然后使用连接选项建立连接，而无需重新创建其他连接。
      图 8.


  2. Review Regular Connections:
    • 提供了设计研究中所有常规连接的综合列表，包括每个连接的详细信息。
    • 使用该工具按间距/穿透、点数或纵横比对连接进行分类，以识别并解决有问题的连接。
    • 查看连接窗口中的纵横比选项可帮助评估连接质量。纵横比小于 0.001 的连接被视为定义明确，可确保零件之间连接良好。
      图 9.


缝焊

缝焊在零件之间的重叠特征线上表示为棱柱实体或梯形实体。可以在零件之间手动创建，也可以通过导入 CAD 焊缝或线（.xml 文件）创建。

与仅使用具有绑定接触的实体相比，使用 SimSolid 缝焊可提供更优越的适配方法。强烈建议尽可能使用 SimSolid 焊接。

但是，在 SimSolid 中，有两种情况无法创建缝焊：
  • 中心线明显偏离特征线的导入实体
  • 凸边

通用指南

常规连接
  • Use Automatic Connections Wisely: 保持低容差，确保连接准确。
  • Apply Increased Resolution Connections Judiciously: 仅在必要时使用更高分辨率的连接，以避免不必要的计算。
  • Utilize Connection Check Tools: 使用这些工具快速连接组并找出有问题的连接。
  • Bolt Shank Connections: 始终在螺栓杆处使用滑动连接，以准确模拟相互作用。
缝焊
  • Prefer SimSolid Welds: 尽可能使用 SimSolid 缝焊，以获得最佳效果。
虚拟连接
  • Avoid Large Faces: 避免对大的面应用虚拟连接，以确保精确仿真并避免潜在问题。