Visão geral

Temos vários engenheiros mecânicos/navais usando 3D estrutural. Muito do benefício é usá-lo como um complemento ao CAD/FEA tradicional para executar análises de quadros simples, que ajudam a moldar o design inicial. Decidimos realizar um teste para analisar o desempenho do Structural 3D vs software CAD/FEA tradicional. A estrutura escolhida foi uma estrutura hidráulica utilizada em uma aplicação marítima. Foi um processo bastante simples 21 estrutura de membro que apresentava uma haste circular fixada. Para simplificar isso, todo o modelo foi decidido para conter propriedades de seção única.

Condições do experimento

Item SkyCiv Análise CAD/FEA
Sistema operacional I7-6700 @ 2,6 GHz - Mozilla FireFox I7-6700 @ 2,6 GHz
Proficiência do usuário Intermediário Intermediário
Detalhes e parâmetros do modelo 1Elementos D (Linear Static) 3D FEA usando ANSYS
Programas SkyCiv Structural 3D Obras Sólidas / ANSYS
Espessura da malha Médio (25 pontos de avaliação) Configuração de malha padrão ANSYS
  Tivemos que simplificar muito os dois modelos devido a algumas limitações do software CAD/FEA. Para um, tivemos que assumir uma única seção (HSS3x2x1/4) foi usado em todo o quadro para usar os recursos de modelagem Truss do CAD. Se não tivéssemos essa suposição, o modelo teria tomado 3-4 vezes mais tempo para construir. Outra suposição foi que as articulações não foram tratadas corretamente (dadas as bordas curvas do HSS) mas modelar isso ainda mais teria adicionado mais tempo. Também ignoramos os efeitos de falhas (o software CAD/FEA travou duas vezes) e apenas executou uma única execução de análise, quando, na realidade, normalmente são necessárias algumas execuções de análise para verificar se o modelo está configurado corretamente.

Tempo:

Item SkyCiv Análise CAD/FEA
Carregamento de software 1 minuto 5 minutos
Modelagem 12 minutos 120 minutos
Malha 0 minutos 15 minutos
Aplicação de cargas <1 minuto 3 minutos
Tempo de resolução <1 minuto <1 minuto
Total 0.25 horas (15 minutos) 2.4 horas (144 minutos)
Dadas as hipóteses que tomamos, isso foi grosseiramente subestimado. Estimamos que se tivéssemos que construir o quadro original (conexões fixadas, seções diferentes) isso teria levado um adicional 4 horas em CAD e somente 1-2 mais minutos no SkyCiv.

Comparação de análise

Sempre seria interessante comparar os resultados da análise - particularmente porque estamos comparando maçãs com laranjas. Estamos comparando a análise de um modelo linear simplificado VS um modelo 3D de juntas, membros e malhas. Mas obviamente queremos ter certeza de que há algum grau de precisão entre os dois métodos. Descobrimos que os resultados do software estavam dentro 7.4% um do outro para a deflexão de pico.

Resultados de deflexão

SkyCivCAD/FEA estrutura de verificação de quadro estrutura de verificação de quadro 1.1446milímetros1.0602milímetros

Resumo

Você pode concluir que ao olhar para uma análise de quadros, o software de análise linear pode produzir resultados dentro de um 8% tolerância do software FEA. Este resultado levou um décimo do tempo para modelar, malha e analisa. Dois cursos de ação podem ser recomendados:
  • A FEA Linear Simplificada levou um décimo do tempo para modelar e analisar
  • Os resultados estavam dentro 7.4% precisão
  • Use o software Linear no lugar do CAD/FEA para esses tipos de quadros. Sabendo que os resultados estarão dentro 8% precisão (a análise linear é tipicamente exagerada)
  • Use o software Linear para criar projetos preliminares ou verificações duplas. Em seguida, finalize o projeto usando modelos CAD/FEA
Eu recomendo experimentar o software você mesmo, com nosso GRATUITAMENTE 14 Dia de teste para ver como é fácil começar.

Sam Carigliano CEO e cofundador da SkyCiv
Sam Carigliano
CEO e cofundador da SkyCiv
BEng (Civil), BCom
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