中望仿真

仿真分析已经成为行业趋势

近日，望Sir看到这么一篇文章。

越来越多的行业离不开仿真分析，小到杯子跌落试验，大到飞机高空模拟飞鸟撞击、高铁轨道震颤分析等等。

仿真分析给行业发展带来的不仅是效率的提高，更是安全性的提高。

今天望Sir将通过中望结构仿真软件教大家对钢结构进行屈曲分析。

首先例行科普一下屈曲分析：

屈曲分析（Buckling analysis）是一种结构力学分析方法，用于研究杆件、板件等细长构件在压缩载荷下的稳定性问题。

在压缩载荷作用下，由于构件自身刚度或者支承条件等因素，可能会发生屈曲失稳现象，导致构件产生不可逆性塑性变形或破坏。

屈曲分析通过计算构件的临界载荷和屈曲模式，判断结构是否存在屈曲失稳的风险，并为设计提供相应的优化方案。

（不知道大家看懂没，反正作为机械老狗手，望Sir是懂的。

）

成为一名仿真工程师绝非易事，望Sir精心准备了非常详细的案例分析教程，希望大家也能细心学习。

教学环节

钢结构屈曲分析实例教程

一阶四面体网格12mm

1、创建屈曲分析项目：点击【仿真-新建结构仿真任务】命令，创建屈曲分析项目。

2、定义材料属性：选中要定义材料的实体点击【右键】，在弹出的快捷菜单中点【编辑材料】，本案例使用Q235这种材料，它的弹性模量为206兆帕，泊松比为0.274，屈服强度为235兆帕，因为所有构件为同一种材料，可以一次性选择所有构件完成材料属性的定义。

3、设置边界约束：在【仿真树】中找到【约束】再点击【右键】，在弹出的快捷菜单中点【固定约束】，然后选择钢架结构的底面，将钢架结构的底部进行固定约束。

4、施加受力载荷：在【仿真树】中找到【机械载荷】打开右键菜单，再点【力】，然后选择钢架结构的顶面，这里施加10万牛的力载荷，方向垂直于钢架上表面竖直向下。

5、生成网格兼容对：打开【中望结构仿真-网格兼容】命令，选中整个钢结构，在【弹出的网格兼容】窗口中点【查找接触体】，再点【生成全部】。

6、生成有限元网格：打开【中望结构仿真-3D网格】命令，选中整个钢结构，【单元尺寸】输入12mm，再点【确定】即可生成有限元网格。

7、设置屈曲阶数：选中【仿真树-屈曲】打开右键菜单，点【任务选项】，然后在【模态阶数】中输入1。

8、求解计算：选中【仿真树-结果】打开右键菜单，点【运行计算】，即可得到“一阶四面体网格”的屈曲系数为16.62。

对比其他类型网格

接着对比不带中间节点的一阶网格和带中间节点的二阶网格分析的结果差异性。

1、复制：在状态栏中，先将现在的项目命名为【一阶四面体网格12mm】，再点【右键-复制】，将新建的项目命名为【二阶四面体网格12mm】。

2、修改阶数：跳转到【二阶四面体网格12mm】项目中，选中所有的网格，点击【右键-编辑】，勾上【二阶】后【确定】，在弹出提示窗口点【是】，重新生成网格。

3、显示网格：把网格节点显示出来，可以看到每条边的中间位置也带有节点。

4、求解计算：选中【仿真树-结果】打开右键菜单，点【运行计算】，得到【二阶四面体网格】的屈曲系数为16.129，相比一阶网格下的结果略有减少。

5、二阶混合六面体12mm：再采用二阶混合六面体网格进行离散化，重复上面的步骤，先在状态栏中点【右键-复制】再复制一个新的项目，将其命名为【二阶混合六面体12mm】。

6、修改参数：跳转到【二阶混合六面体12mm】项目中，选中所有的网格，点击【右键-编辑】，【单元类型】选【3D混合六面体】，在弹出提示窗口点【是】，重新生成网格。

7、显示网格：把网格节点显示出来，可以看到大多数是六面体网格。

8、求解计算：选中【仿真树-结果】打开右键菜单，点【运行计算】，得到【二阶混合六面体12mm】的屈曲系数为16.128，相比二阶四面体网格，结果变化很小。

9、二阶混合六面体6mm：最后用尺寸更小的6mm二阶混合六面体网格进行计算，重复上面的步骤，先在状态栏中点【右键-复制】再复制一个新的项目，将其命名为【二阶混合六面体6mm】。

10、修改尺寸：跳转到【二阶混合六面体6mm】项目中，选中所有的网格，点击【右键-编辑】，在【单元尺寸】输入6mm，在弹出提示窗口点【是】，重新生成网格。

11、显示网格：把网格节点显示出来，可以看到网格更细密。

12、求解计算：选中【仿真树-结果】打开右键菜单，点【运行计算】，得到【二阶混合六面体6mm】的屈曲系数为16.093，结果趋于收敛。这说明网格尺寸变小到一定时，结果已经收敛了。

11月22日，中望仿真解决方案年度版本——中望仿真 2023正式发布，新版本不仅对中望结构仿真、ZWMeshWorks持续优化，还首次推出中望低频电磁仿真软件，进一步拓展了中望仿真的应用领域和能力边界，体现出中望软件打造多学科多物理场仿真解决方案的坚定决心和强大实力。

- 夯实自主核心技术 -

打造多学科仿真解决方案 工业数字化时代，CAE仿真应用正成为产品开发流程中至关重要的一环。相对于传统物理打样测试，CAE仿真分析可帮助工程师在早期通过计算机完成样品测试，快速定位设计缺陷和潜在风险并进行针对性地优化，从而减少测试成本、缩短研发周期。中望软件自布局CAE领域以来，坚持关键核心技术攻坚与产学研合作，大力开发自主专业CAE软件产品，并连连取得突破性成果。仅在过去的一年间，中望软件在CAE领域获得的相关专利就多达8项，涵盖结构、电磁、网格等领域。截至目前，除了自主三维几何建模内核，中望软件还积累了EIT算法、迭代法求解器、特征值求解器、基于德劳内与前沿推进法的网格剖分技术、基于几何模型与结果的自适应网格技术等自主底层核心技术。 “几何建模内核、求解器、网格剖分是发展多学科、多物理场景仿真应用必不可少的关键性技术。”中望CAE研发中心负责人表示：

“得益于这些自主核心技术积累，我们避免了使用外部求解器所带来的授权费用高昂、开发服务限制条件多等难题，新品的开发和迭代升级更为灵活高效，也确保了产品的自主可靠。”

随着中望低频电磁仿真软件的面世，中望软件在多学科仿真领域又向前迈进一大步，将为电机设备的仿真分析提供全新的国产化方案。

- 布局低频电磁场仿真 - 助力电机领域高效设计与仿真 低频电磁仿真软件在电机、变压器、作动器等行业都有广泛的应用，是电机设备仿真设计的基础性工具。本次新推出的中望低频电磁仿真软件采用高精度有限元（FEM）求解算法，可支持二/三维静磁场、涡流场、瞬态磁场、静电场、直流传导和交流传导电场求解类型，能够帮助用户完成多类型电机、变压器、作动器、传感器、无线充电和其他机电设备及电力装备的电磁场分布、性能参数仿真与优化分析。

准确模拟电机在不同时刻下的电磁性能开发低频电磁仿真软件是发展仿真多物理场技术的必要环节，中望CAE研发中心负责人指出，作为中望精心打造的又一款电磁仿真软件，中望低频电磁仿真软件具有高效易用的特点，同时拥有强大的建模能力、网格剖分能力和良好的数据兼容性，以及多样的后处理显示能力，能够满足企业用户的国产化应用需求，大幅降低工程师的学习和使用成本。

- 与行业用户共同打磨 -

新版本能力持续升级 依托丰富的CAx核心技术积累和对工业企业应用需求的深入洞察，中望软件一方面积极开发更多专业CAE产品，另一方面持续提升现有产品的能力和操作体验，加速中望仿真从可用向好用进化。

本次发布的中望仿真2023中:

中望结构仿真新增复合材料层合板分析功能，可满足复合材料领域用户的仿真需求；新增结构参数优化模块，用户可根据仿真结果对产品结构进行优化设计；在前处理方面新增约束方程、离心力载荷、弯矩载荷、轴承载荷、基础激励等多种约束和载荷类型，覆盖更多的工程应用场景，满足更多行业用户的仿真需求; 此外软件新增壳与壳绑定接触、壳与实体耦合连接，装配体分析能力得到进一步加强，仿真能力大幅提升。

中望结构仿真2023新增多种载荷类型

截至目前，中望软件在CAE领域建立起了以中望结构仿真、中望低频电磁仿真和ZWMeshWorks为主的技术布局与产品矩阵。中望仿真是中望All-in-One CAx战略的重要组成部分，未来中望将持续加大对仿真的研发投入，延揽更多优秀人才进行技术攻关，同时积极推进仿真产品在更多工业场景中的应用与打磨，并在热学等仿真领域开展技术合作与实践，为企业用户提供真正自主可靠的多学科多物理场仿真解决方案，助力高端智能制造。

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