Het mysterie van symmetrie | deel 1

Geschreven door Martijn Visser op 16-7-18 16:28

SOLIDWORKS Simulation biedt een mooie tool om vele verschillende ideeën in een korte tijd te testen. Maar soms wordt een idee vrij groot en kan het zijn dat u in tijdnood komt. Dan is het handig om gebruik te maken van de symmetrie in uw ontwerp, om zo de rekentijd aanzienlijk te verminderen. In dit eerste item van een tweedelige blog leg ik de Symmetry Fixture Type en zijn toepassing uit. In deel twee zal ik meer de diepte ingaan over de Cyclic Symmetry Fixture.

De hoofdgedachte achter de Symmetry Fixture is het uitvoeren van een studie op een ½, ¼ of ⅛ deel van het model, terwijl Simulation denkt dat u de studie uitvoert op het volledige model. Dit kan u veel elementen besparen, wat vervolgens weer de rekentijd beïnvloedt. Daarnaast zijn de resultaten van een symmetrie studie gelijk aan de resultaten van een studie van het volledige model. Laten we eens kijken hoe we dit voor elkaar krijgen:

Model gereedmaken
Allereerst moet u weten of het model geschikt is voor het toepassen van de Symmetry Fixture. Uw model en opstelling moeten voldoen aan de volgende vereisten:

  1. Het model moet volledig symmetrisch zijn;
  2. De fixaties moeten volledig symmetrisch zijn;
  3. De belastingen (zoals kracht en druk) moeten volledig symmetrisch zijn;
  4. Controleer in het geval van een Assembly dat de contactvoorwaarden (zoals Bonded of No Penetration) volledig symmetrisch zijn.

Wees ervan bewust dat een klein verschil in symmetrie een groot effect kan hebben op de resultaten. Zie de afbeelding hieronder voor een voorbeeld waarbij voldaan wordt aan alle eisen.

Als uw model voldoet aan alle genoemde vereisten, dan kunt u het simpelweg door de helft delen. Dit doet u met de Extruded Cut feature of de Cut With Surface feature. Voor een Assembly kunt u gebruik maken van de Extruded Cut Assembly feature. Het voordeel van deze feature is dat u de Assembly door de helft kunt delen met slechts één enkele feature. Daarnaast wordt de deling alleen gemaakt op het Assembly niveau, dus de onderdelen zullen niet veranderen. Extra tip: gebruik configuraties om een Symmetry Configuration te maken, die u kunt gebruiken voor uw simulatiestudie.

Studie opzet
Nadat het model correct door de helft is gedeeld, kunt u de simulatiestudie uitvoeren. Om een Symmetry Fixture toe te passen klikt u met de rechtermuisknop op Fixtures in de Study Tree en selecteert Advanced Fixtures. Daarna selecteert u alle vlakken die zijn gecreëerd door de Symmetry Cut feature. De afbeelding hieronder toont een voorbeeld. Verzeker u ervan dat u alle noodzakelijke vlakken hebt geselecteerd. Als u er een vergeet, dan betekent dit dat het vlak in zijn normaalrichting kan bewegen en dit zal een negatieve invloed hebben op de resultaten.

Andere zaken om in ogenschouw te nemen bij het gebruik van een Symmetry Fixture:

1. Als u een kracht toepast op een vlak dat door de helft is gedeeld door de symmetrie, dan dient u ook de helft van de kracht te gebruiken. Zie de afbeelding hieronder voor een voorbeeld:

2. Als een gat voor een boutverbinding door de helft is gedeeld door de symmetrie, vergeet dan niet om de symmetrie optie te gebruiken die u vindt onder Advanced Option in de Bolt Connector Definition. In het geval van ½ symmetrie, dient u het symmetrische Plane te selecteren. Daarnaast kunt u voor de Bolt Preload de totale waarde gebruiken, maar dient u voor de Bolt Mass ½ of ¼ aan te geven, overeenkomstig met het geselecteerde symmetrie type. Als u vervolgens de Bolt Forces weergeeft na het uitvoeren van een studie, dan staan de resultaten gelijk aan ½ of ¼ van de totale kracht.

 

3. Indien u een 45-graden deel van het model gebruikt in plaats van een ½ of ¼, dan zal de volgende melding verschijnen als u een Symmetry Fixture toepast:

 

De Symmetry Fixture is alleen bedoeld voor modellen met een loodrechte symmetrie. Dit betekent dat het model gedeeld moet zijn door één, twee of drie loodrechte Planes, wat resulteert in een ½, ¼ of ⅛ van het hele model.

Om toch symmetrie te gebruiken bij een 45-graden deel, kunt u Roller/Slider feature gebruiken. Dit Fixture type beperkt ook de normaalrichting van een vlak, en leidt zo tot exact hetzelfde gedrag als de Symmetry Fixture.

Studieresultaten
Na het uitvoeren van de studie, is het tijd om de resultaten te analyseren. In eerste instantie worden de resultaten geprojecteerd op het halve model, zoals hieronder te zien is.

Maar gelukkig is er een fijne truc om het volledige model weer te geven voor het rapport. Ga hiervoor naar Edit Definition van de plot. Selecteer onder Advanced Options Display Symmetric Results. Hiermee wordt de Plot gespiegeld, zodat u toch het volledige model kunt zien.

Ik wil er nog graag op wijzen dat u voorzichtig moet zijn bij het analyseren van de reactiekrachten. De resulterende reactiekracht op een vlak dat is gedeeld door de Symmetrie, zal de helft zijn van de totale reactiekracht op dat vlak. Vergeet dus niet om deze resultaten te vermenigvuldigen.

Conclusie
Ik begon deze tech blog met de uitspraak dat u de rekentijd drastisch kunt verminderen. Laten we voor ons model eens kijken hoe dit eruit ziet.

Zoals u kunt zien, is het aantal vrijheidsgraden (DOF) verminderd met 50% bij het symmetrie model. De totale oplossingstijd is zelfs teruggebracht met 60%! U kunt dus 2 symmetrie modellen analyseren in dezelfde tijd als één volledig model.

Dit brengt me bij het einde van deze tech blog. Zoals eerder genoemd, was dit deel 1 van 2. De volgende keer vertel ik u meer over Cyclic Symmetry Fixtures.

Onderwerpen: SOLIDWORKS tech blog, SOLIDWORKS Simulation

Geschreven door Martijn Visser