弹性力学仿真软件：SolidWorks Simulation在汽车工业的应用教程.pdfVIP

弹性力学仿真软件：SolidWorksSimulation在汽车工业的应

用教程

1弹性力学仿真软件：SolidWorksSimulation在汽车工业的

应用

1.1SolidWorksSimulation概述

在现代汽车设计与制造过程中，SolidWorksSimulation作为一款集成在

SolidWorksCAD软件中的高级仿真工具，提供了强大的弹性力学分析功能。它

能够帮助工程师在产品开发的早期阶段，通过虚拟仿真预测结构的性能，减少

物理原型的制作，从而节省成本和时间。SolidWorksSimulation支持多种分析类

型，包括静力分析、动力学分析、热分析、疲劳分析等，适用于汽车工业中复

杂的结构设计与性能评估。

1.1.1功能特点

线性和非线性分析：能够处理从简单的线性问题到复杂的非线性

材料行为。

接触分析：模拟不同部件之间的接触，包括滑动、摩擦和间隙。

网格划分：自动或手动控制网格质量，确保分析的准确性和效率。

结果可视化：提供直观的应力、应变、位移等结果展示，便于分

析和解释。

优化设计：通过仿真结果指导设计改进，实现轻量化和性能优化。

1.2汽车工业中的仿真需求

汽车工业是一个高度复杂且竞争激烈的行业，对产品性能、安全性和成本

控制有着极高的要求。SolidWorksSimulation在这一领域扮演着关键角色，满

足了以下主要仿真需求：

1.2.1结构强度与刚度分析

汽车结构的强度和刚度直接影响其安全性和耐用性。通过SolidWorks

Simulation进行静力分析，可以评估车辆在不同载荷条件下的应力分布和变形情

况，确保设计符合安全标准。

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1.2.1.1示例：车架静力分析

假设我们有一款汽车车架模型，需要评估其在最大载荷下的性能。首先，

导入车架的CAD模型到SolidWorksSimulation中，然后：

1.定义材料属性：假设车架材料为钢，弹性模量为200GPa，泊松

比为0.3。

2.施加载荷：在车架的特定区域施加10000N的垂直载荷。

3.设置约束：在车架底部设置固定约束，模拟其安装在车辆上的情

况。

4.运行分析：选择静力分析类型，运行仿真。

5.查看结果：分析完成后，查看车架的应力云图和位移矢量图，评

估其强度和刚度。

-**材料属性设置**:

-弹性模量:200GPa

-泊松比:0.3

-**载荷设置**:

-垂直载荷:10000N

-**约束设置**:

-底部固定约束

1.2.2疲劳寿命预测

汽车部件在长期使用中会受到反复的载荷作用，导致疲劳损伤。SolidWorks

Simulation的疲劳分析功能可以预测部件的疲劳寿命，帮助设计者选择合适的材

料和结构，延长汽车的使用寿命。

1.2.2.1示例：悬挂系统疲劳分析

对于汽车悬挂系统中的一个关键部件，如弹簧，进行疲劳寿命预测：

1.导入模型：将弹簧的CAD模型导入到SolidWorksSimulation中。

2.定义材料和载荷：设置弹簧材料属性，如弹性模量和泊松比，并

施加动态载荷。

3.运行疲劳分析：选择疲劳分析类型，输入载荷循环次数和应力-应

变曲线。

4.评估结果：分析完成后，查看弹簧的疲劳寿命预测，确定是否需

要进行设计优化。

-**疲劳分析设置**:

-材料属性:弹性模量,泊松比

-动态载荷:模拟实际使用条件

-载荷循环次数:输入实际使用中的循环次数

-应力-应变曲线:根据材料测试数据输入

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1.2.3热分析

汽车在运行过程中会产生大量的热，对部件的性能和寿命有重要影响。

SolidWorksSimulation的热分析功能可以模拟热传导、热对流和热辐射，评估部

件的温度分