最佳实践
关于 SimSolid 中解决方案自适应的工作原理、影响解决方案自适应的因素，以及实现可靠和一致结果的最佳实践的信息。SimSolid 是一种多通道自适应求解器，可直接处理未简化的 CAD 几何体。与有限元分析工具相似，SimSolid 的工作流程也分为预处理、求解或求解器阶段以及后处理。
几何体导入/表示
SimSolid 不导入 CAD 曲面或实体几何体，而是使用更有效的多面几何体方法并将几何体保存为多面体。 . 在这些多面体创建的边界上执行分析。导入选项中可用的不同分辨率级别决定了由多面体所表示的几何体的质量。
SimSolid 有标准、增强、精细和自定义预置选项，您可以通过这些选项来操控角度偏差和弦偏差。增加分辨率会增加面数量，因此也会增加求解时间。精细或自定义设置可能并非所有情况的最佳实践。因此，请根据正在使用的几何体和分析目标明智地选择导入设置。
如果您的最终目标是执行应力分析，那么最好避免可能导致应力集中的粗糙面。在这种情况下，使用增强或精细设置。如果目标是寻找刚度，标准导入设置在大多数情况下都有效。
提高导入分辨率会导致更长的运行时间，尤其是使用精细设置时。
- 有曲率的零件 — 最好选择更高的细化。下图是一个示例，其中左侧几何体由粗糙面表示，而右侧则通过增加细化来表示。左侧模型更平滑，也代表了实际的几何体。右侧模型的面比较粗糙，还缺少几何体的整体体积。粗糙面也容易导致高应力集中或奇点的区域，这并不现实。当执行应力研究或发现整体体积未被正确捕获时，最佳实践是在处理具有曲率的零件时采用“增强”或“精细”分辨率。
- 孔 — 孔通常是应力集中的区域，也是目标区域。在这种情况下，避免因粗糙面而产生任何奇点。当零件带有孔或圆柱体时，要目视检查零件，如果需要，导入时选择增强（非精细）分辨率，以避免因粗糙面导致的奇点区域。下图是一个极端的例子，如果孔没有被足够多的面表示，导致在尖角处出现奇点时，孔会变成五边形或六边形。
图 3. 
- 薄壁结构 — 薄壁结构、金属薄片或塑料是另一种建议使用更高细化的情况。在处理薄壁结构时，尤其是厚度小于 1 毫米的薄壁结构时，始终加载增强（非精细）模型。
如果薄壁结构由粗糙面表示，也会遇到名为自穿透的特殊情况。SimSolid 求解器解决不了自穿透问题，因为这已经不是物理问题了，会导致数值不稳定。自穿透是指底面穿透顶面，或者顶面穿透底面。
这个问题可以通过导入具有增强或精细分辨率的模型来避免（所有情况适用），除非是几何体问题。如果是几何体问题，先修复几何体，然后再导入 SimSolid。最初可以通过运行几何体错误检查来识别自穿透。除了识别外，SimSolid 还可以修复薄片。在下图中，有几个比公称厚度要薄和厚的区域和几个自相交区域。这些都可以在 SimSolid 中修复。修复一个区域可能会改变零件其他区域的厚度。修复过程是一个迭代过程，解决所有问题可能需要运行多次修复。
图 4. 
通用指南
- 对于具有薄壁结构、曲率和孔的非精细模型，或者如果存在相关应力，导入时始终选择增强（非精细）设置。
- 在执行分析步骤之前，始终检查几何体缺陷，如多余的空隙、自相交以及尖锐面或粗糙面。
- 避免任何合并的零件。
连接保真度
SimSolid 支持不同类型的连接，例如基于常规接触的连接、缝焊、点焊、激光焊，以及越来越多的虚拟连接器（如接头、衬套和远程质量）。
常规连接
- 常规连接在零件之间的接口处可视化为点状云。
- 可以自动或手动创建（无论哪种情况，SimSolid 都会选择间隙和穿透容差以及分辨率）。
- 调整这两个输入（临近容差和分辨率）是创建逼真的连接的关键，而逼真的连接会产生逼真的载荷路径。
- 公差
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- 根据邻近标准找到连接；如果两个零件的面在间隙/穿透容差窗口内，则会建立连接。
- 太大的间隙容差可能会导致在不想要的区域建立连接，使模型过于僵硬。
- 间隙/穿透容差太小会导致零件断开或不稳定。
- 如果有断开连接的零件，SimSolid 会进行检查。
- 分辨率
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- 点云的密度表示连接的强度。点云中的大量点可确保零件之间建立良好的连接。
- 连接是使用定义了点状云密度的指定分辨率（标准、增强或高）创建的。
- 仅在需要完全定义连接的区域使用增强/高分辨率。
- 确保零件之间至少有两层连接点。
- 确保连接中没有离散点，因为这会导致应力集中。
- 常规连接的质量可以使用查看连接窗口中的纵横比选项进行检查。如果连接的纵横比小于 0.1，则零件之间的连通性更好。
以下是不当连接的影响示例。
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提高连接分辨率会导致更长的运行时间，尤其是当使用“高”设置时。
缝焊
- 缝焊作为棱柱实体在零件之间重叠的特征线处创建。
- 可以在零件之间手动创建，也可以使用导入的 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 焊缝具有更好的适配方法。
- 目前无法在 SimSolid 中创建焊缝的两种情况。
- 边上有悬垂的管件
- 导入实体的中心线远离特征线
- 凸边
- 强烈建议在 SimSolid 中使用 SimSolid 缝焊，而不是通过绑定接触连接 CAD 焊缝。
连接工具
SimSolid 提供了旨在简化创建正确连接的工具。
- 显示断开连接的组
- 列出了要删除、抑制或连接的所有断开连接的零件组。
- 选择任意数量的断开连接的组，然后选择“连接”来连接它们，而不必重新创建所有其他组。
- 查看常规连接
- 设计研究中所有常规连接的列表以及所有相关信息。
- 使用此选项可按发现的间隙/穿透或点数对连接进行排序，以隔离有问题的连接。
通用指南
- 常规连接
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- 明智地使用自动连接，保持低容差。
- 仅在必要时使用更高分辨率的连接。
- 使用连接检查工具快速连接组并定位有问题的连接。
- 螺栓杆处的连接应始终是滑动的。
- 避免对大的面应用虚拟连接。
- 缝焊
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- 尽可能使用 SimSolid 焊缝以获得最佳效果。
- 虚拟连接
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- 避免对大的面应用虚拟连接。
几何体和解决方案自适应
SimSolid 允许几何体和解决方案自适应。可以使用各种设置来优化这些自适应。
对于解决方案的细化，SimSolid 允许几何体和解决方案自适应。有不同的设置来控制几何体和解决方案自适应。解决方案设置窗口中提供了所有自适应控制。还有更高的目标，如适应应力和适应刚度，以及具有不同控制的自定义目标，以获得所需的解决方案精度。以下信息描述了每个目标的工作原理以及在 SimSolid 中何时使用什么来获得高保真解决方案。
这些选项适用于 SimSolid 支持的所有分析，并且可以针对每个单独的子工况进行更改或控制。
几何体自适应
如果启用了“适应薄实体”，则可以使用几何体自适应。当曲率变化的零件处有薄壁结构时，强烈建议使用“适应薄实体”。这可以识别具有局部曲率的区域，并通过添加额外的自由度来适应这些几何体变化，以便在求解阶段准确捕捉几何体变化。
- 适应薄实体
- 局部增加薄弯曲区域周围的自由度。
- 通过更好地捕获关键区域的曲率来提高精度。
下图是一个波纹板的例子。启用“适应薄实体”时，会沿曲率增加更多自由度。红点表示应用“适应薄实体”时自由度的位置。如果未启用“适应薄实体”，将会有较少的红点，如果您尝试在这些点之间绘制一条线，它会比较尖锐，无法代表实际的几何体。这往往会增加结构的刚度。
- 组
SimSolid 有一个工具可以列出装配中所有可用的零件及其相对体积。零件可以按相对体积排序，添加到局部组，并设置为相关的细化级别。向局部组添加零件时，请始终将尺寸相似的零件添加到一个组中，而不是将不同尺寸的零件混合到一个组中。
解决方案自适应
通常，常规有限元会在模型上设置网格并运行分析后结束。SimSolid 增加了另一层适应，称为解决方案自适应。SimSolid 是一种多通道自适应求解器，这意味着它会使用给定的几何体自适应遍历分析，查找各种错误，并通过添加其他自由度来适应装配的这些不同零件，甚至局部适应各种几何特征（如孔、约束或连接）。
- 自适应通道
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SimSolid 具有捕捉孔周围应力集中的特殊功能，并通过增加额外的自由度来局部适应这些孔周围的应力。然后它会遍历下一个通道。此操作会以在解决方案设置中指定的自适应通道数进行重复。“适应刚度”运行三个通道，而“适应应力”运行四个通道。不建议超过六个通道。建议在需要时创建局部组，而不是增加通道数量。组越多，通道数量越多，函数的阶就越高。
如果装配有大量离散连接，则在尝试运行解决方案时会出现数值不稳定。因此，如果出现约束不足的错误，当通道数量增加时，请始终检查连接并提高分辨率，然后重新运行分析。
- 错误标准
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求解时，SimSolid 会遍历各种通道，并在每一通道结束时查找各种错误。
- “全局能量测量”在装配中的各个区域查找应变能，并在局部适应那些应变能较高的区域。
- 位移误差查找边界周围的误差。边界可以是约束或连接区域。下面是一个悬臂梁的简单示例，展示了适应性在边界周围的工作原理。
SimSolid 先在这个支撑区域增加一定程度的自由度。它会衡量通道末端的错误，检验是否满足边界条件。它不会写入单点自由度，只会沿着这个点旋转。因此增加了额外的自由度，并在指定通道次数内继续这样做，直到满足边界条件为止。这同样适用于连接。- 避免使用单线连接，也避免使用离散点连接，因为在运行更多通道时会导致不稳定。另一个原因是离散点是可能导致较高应力的不连续区域，这些应力会随着通道数量的增加而不断增加。
- 出于同样的原因，避免在点或线上施加边界条件，而在面或载荷点上施加边界条件以避免出现较高应力集中的区域。
- 通过启用“适应几何特征”来启用牵引力误差。“适应应力”使用“适应几何特征”选项。可以对某些零件、零件组或整个装配启用牵引。如果需要应力数据，始终使用“适应几何特征”。SimSolid 会寻找应力梯度较大的区域，并通过增加额外的自由度来局部适应这些区域。如前所述，SimSolid 提供特殊功能，默认情况下可在局部适应某些几何特征，如孔。当启用“适应几何特征”时，它会查找整个装配的牵引力误差，包括不同的几何特征，如倒角、圆环面，并通过增加额外的自由度来局部适应这些区域。下面是一个例子，其中有多个应力集中区，如孔和槽。
图 13. 
请记住，牵引力误差是基于装配中的最大应力。它在最大应力的一定百分比内寻找这些区域的牵引力误差。因此，如果在实际上是奇点区域的点上存在尖角或离散连接或边界连接，它们会决定最大应力区域，并试图通过在这些区域中积极适应来窃取求解器。应该避免这种情况。
如果这是一个明确定义的问题，请使用“适应几何特征”来获得高保真应力，这些应力可用于装配级、特定零件或通过创建局部组用于一组零件。
示例
通用指南
- 使用“适应几何特征”可以有选择地增加小几何特征周围的自由度。
- 使用“适应薄实体”可以有选择地增加薄弯曲零件周围的自由度。
- 在以下情况使用局部组：
- 当高保真应力在特定位置有意义时。
- 当各零件的比例在巨大差异时。
- 当装配中存在较硬和较软材料的组合时。
进一步总结，在处理具有曲率的薄片或零件时，始终使用“适应薄实体”以获得更好的几何体自适应。如果目标是应力，始终使用“适应几何特征”。
在某些情况下，创建局部组是最佳实践。当需要高保真应力数据且“适应应力”无法在特定区域提供所需的应力输出时，建立局部组。当零件比例不同时，将它们添加到不同的组中，以准确捕捉体积较小的零件中的刚度或应力。如果有些零件的材料模量有很大差异，应将它们分开。
如果模型中的零件在尺寸和刚度上存在较大差异，或者在审查了“适应应力”结果并查看了模型特定区域的高保真应力后，在最后创建局部组。