SOLIDWORKS Simulation 2018的亮點：全新的拓撲研究功能

SOLIDWORKS Simulation 2018引入了一種新的研究類型–拓撲研究，幫助設計人員和工程師能夠開發(fā)出創(chuàng)新的最小質量的元件。在線性靜態(tài)載荷和約束的條件下，拓撲研究將從有限元網(wǎng)格中“移除”元素，直到達到目標質量或最好的剛度和重量的尺寸比例為止。

氣體輔助鉸鏈升降機構

這種元素去除的迭代過程受限于研究限制，例如最大允許撓度和任何制造控制。讓我們通過一個簡單的例子來深入研究這個新的研究。該模型如下圖所示，是一個簡單的氣體輔助鉸鏈提升機構，其任務是在保持其剛度的同時，優(yōu)化藍色部分部件的設計，以減少其質量。

設計優(yōu)化過程的第一步是確定鏈接在鉸鏈操作過程中的負載。目前所發(fā)布的拓撲研究的版本，只能應用于包含單個物體的零件，但是鏈接所經(jīng)歷的負載是由于裝配運動所引起的。通過對裝配體進行運動分析，可以計算出連桿連接點上的載荷，并將其轉移到零件進行分析。藍色鏈接上的載荷用下圖中黃色箭頭的大小和氣撐上的最大載荷來表示。

由運動分析所計算出來的應力

在運行拓撲研究之前，對您的零件進行靜態(tài)研究是一種很好的做法，以確保所應用的載荷不會導致違反線性靜態(tài)假設的小撓度和低于零件屈服強度的應力。

創(chuàng)建拓撲研究與靜態(tài)研究沒有什么不同；材料、載荷和約束都是一樣的。不同的是兩個新輸入條件:目標和約束以及制造控制。

拓撲研究的目標可以是最大限度地減少零件的質量或位移，或使其剛度（最佳剛度重量比）最大化。從最佳剛度重量比（最大剛度）選項開始，這是一個很好的做法。

在拓撲研究期間，如果不希望超過該組件的最大位移，那么通過位移限制選項，該選項的可以最大限度的減少最大位移或最小化質量。所有三個目標總是最小化質量。降低目標重量的效果如下圖所示。

拓撲研究設置的最后一步是添加若干個制造控制。這是一個可選的步驟，不需要進行研究運行，但它使您能夠同時控制結果形狀，也可以考慮下游的制造方法。制造控制是保留區(qū)域，使您可以從拓撲過程中排除模型的指定區(qū)域，控制厚度，設置最小特征厚度以及模型的對稱性，并定義作為鑄造約束的去模拉方向。

SOLIDWORKS Simulation包括一個負載案例管理器，這對于這個模擬非常理想。因為您可以確定最小的質量組件，它在整個鉸鏈操作過程中滿足所有的負載。

對于那些可以使用3D打印機的人來說，拓撲研究的結果可以導出為平滑的網(wǎng)格。這種網(wǎng)格可以直接發(fā)送到3D打印機進行制造，但是進一步驗證基于打印機材料的組件是必不可少的。

但這并不是說拓撲研究沒有用于傳統(tǒng)的制造過程。拓撲研究的結果可以疊加到原始幾何圖形上，并作為指導，為傳統(tǒng)的CAM解決方案創(chuàng)建挖去的部分和氣孔。

拓撲學、3D打印等新興的解決方案正在改變對產(chǎn)品設計的期望值。隨著SOLIDWORKS 2018年的發(fā)布，用戶可以利用這些新的制造技術和工藝流程，將創(chuàng)新產(chǎn)品推向市場。通過將拓撲研究與增材制造的結合使用，企業(yè)可以重新設計現(xiàn)有零件以減輕重量。提高零件的性能（最佳強度重量比），并通過將多個連接零件組合成一個零件來減少零件數(shù)量。

來源：Dassault
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