Overzicht

We hebben een aantal mechanische / scheepsingenieurs die gebruik maken van: Structurele 3D. Een groot deel van het voordeel is dat het wordt gebruikt als aanvulling op traditionele CAD/FEA om eenvoudige frame-analyse uit te voeren, die helpen bij het vormgeven van het oorspronkelijke ontwerp. We hebben besloten een test uit te voeren om de prestaties van Structural 3D versus traditionele CAD/FEA-software te analyseren. De gekozen constructie was een hydraulisch frame gebruikt in een maritieme toepassing. Het was een vrij simpele 21 staafstructuur met een vastgezette cirkelvormige staaf. Om dit te vereenvoudigen, er is besloten dat het hele model enkele sectie-eigenschappen bevat.

Experimentvoorwaarden

Item SkyCiv CAD/FEA-analyse
Besturingssysteem I7-6700 @2.6GHz - Mozilla FireFox I7-6700 @2.6GHz
Gebruikersvaardigheid Tussenliggend Tussenliggend
Analysetype 1D-elementen (Lineair statisch) 3D FEA met ANSYS
Software SkyCiv Structural 3D Solid Works / ANSYS
Mesh grofheid Medium (25 evaluatie punten) ANSYS standaard meshing-instelling
  We moesten beide modellen echt vereenvoudigen vanwege enkele beperkingen op de CAD/FEA-software. Voor een, we moesten een enkele sectie aannemen (HSS3x2x1/4) werd door het hele frame gebruikt om de Truss-modelleringsmogelijkheden van CAD . te gebruiken. Als we deze veronderstelling niet hadden genomen, zou het model hebben genomen 3-4 keer langer om te bouwen. Een andere veronderstelling was dat de gewrichten niet correct werden behandeld (gezien de gebogen randen van de HSS) maar dit verder modelleren zou meer tijd hebben toegevoegd. We negeerden ook de effecten van crashes (de CAD/FEA-software is twee keer gecrasht) en zojuist een enkele analyserun uitgevoerd, terwijl het in werkelijkheid normaal gesproken een paar analyseruns kost om te controleren of het model correct is ingesteld.

Tijd:

Item SkyCiv CAD/FEA-analyse
Software laden 1 minuut 5 minuten
Modellering 12 minuten 120 minuten
Meshing 0 minuten 15 minuten
Belastingen toepassen <1 minuut 3 minuten
Oplostijd <1 minuut <1 minuut
Totaal 0.25 uren (15 minuten) 2.4 uren (144 minuten)
Gezien de veronderstellingen die we hebben genomen, dit is schromelijk onderschat. We schatten dat als we het originele frame moesten bouwen (vastgezette verbindingen, verschillende secties) het zou hebben geduurd een extra 4 uur in CAD en gewoon 1-2 meer minuten in SkyCiv.

Analyse vergelijking

Het zou altijd interessant zijn om de resultaten van de analyse te vergelijken - vooral omdat we appels met peren vergelijken. We vergelijken de analyse van een vereenvoudigd lineair model versus een 3D-model van gewrichten, leden en mazen. Maar we willen er natuurlijk zeker van zijn dat er een zekere mate van nauwkeurigheid is tussen de twee methoden. We ontdekten dat de softwareresultaten binnen 7.4% van elkaar voor piekafbuiging.

Doorbuiging resultaten

SkyCivCAD/FEA frame verificatie structuur frame verificatie structuur 1.1446mm1.0602mm

Overzicht

Je zou kunnen concluderen dat wanneer je naar een frameanalyse kijkt:, de lineaire analysesoftware zou resultaten kunnen opleveren binnen een 8% tolerantie van FEA-software. Dit resultaat kostte een tiende van de tijd om te modelleren, mesh en analyseer. Twee manieren van handelen kunnen worden aanbevolen:
  • Vereenvoudigde lineaire FEA kostte een tiende van de tijd om te modelleren en te analyseren
  • Resultaten waren binnen 7.4% nauwkeurigheid
  • Gebruik lineaire software in plaats van CAD/FEA voor dit soort frames. Wetende dat de resultaten binnen zullen zijn 8% nauwkeurigheid (lineaire analyse wordt meestal overdreven)
  • Gebruik lineaire software om voorlopige ontwerpen of dubbele controles te maken. Voltooi vervolgens het ontwerp met behulp van CAD/FEA-modellen
Ik raad ten zeerste aan om de software zelf te proberen, met onze VRIJ 14 Dag op proef om te zien hoe gemakkelijk het is om te beginnen.

Sam Carigliano CEO en medeoprichter van SkyCiv
Sam Carigliano
CEO en medeoprichter van SkyCiv
BEng (Civiel), BCom
LinkedIn