作者：天涯11摘要：本文通过分别使用无网格划分软件SimSolid与Workbench两种分析软件对Z型路灯进行静力学分析，根据实际使用要求，路灯侧面受十级风阻，两分析软件在相同工况下进行仿真分析，对比其结果，以验证无网格划分软件SimSolid使用可行性。关键词：SimSolid 有限元分析 静力学仿真根据实际生产需要，现需对Z型路灯进行受力分析，以验证设计的可行性，为后期设计优化提供经验，现采用SimSolid与Workbench软件(自动网格划分软件)分别对Z型路灯进行静力学分析，Z型路灯具体样式如图1.1所示。图1.1 Z型路灯数模样式二 相关参数Z型路灯采用铝合金材质6063-T6，Z型路灯高3m，截面采用100*200mm,3mm厚型材焊接而成，相关性能参数如下表所示。表2.1 性能参数表根据路灯使用要求其受力为该地区最大风力。本次分析选择十级风压进行处理，根据相关风压换算，折算其受力为4.5E-4MPa。因此该模拟方案选择将路灯底部螺栓孔进行全约束，在Z型路灯侧面水平施加4.5E-4MPa载荷。具体约束及受力情况如图2.1所示。图2.1 受力分布三 模拟仿真3.1 网格法有限元分析通过使用有限元软件Workbench对数模进行自动网格划分，使用接触方式自动对零件进行连接，并完成材料属性赋予工作，最后将处理后得到的文件添加施加约束与载荷，并进行运算。最大应力为20.87MPa,最大位移量为1.6mm其云图结果如图3.1所示。a应力分布云图b 位移分布云图图3.1 分析云图3.2 无网格法有限元分析通过使用SimSolid直接与设计软件对接，将数模导入SimSolid中，对数模进行材料赋予，并使用静力分析模式对数模进行处理，该数模连接未采用软件自带自动接触连接，采用手动增添焊接模式进行连接，并根据相关条件进行约束与载荷施加，最后进行运算。最大应力为54.49MPa,最大位移量为1.43mm其云图结果如图3.1所示。a应力分布云图b 位移分布云图图3.2 分析云图四 结论通过使用两种不同软件对Z型路灯进行分析，查看其相同位置受力情况，得出以下结论。1、模型处理时间：对于小型模型，运算时间相差不大，但对于前期处理来说SimSolid更为简单方便，相关设置更为人性化，特别是焊接件，SimSolid设置更为简单方便，计算结果也将其纳入其中，为后期优化提供参考。2、应力最值问题：该零件为焊接装配体，应力最值应集中于焊接位置，使用Workbench分析时，采用自动网格划分以及零件接触，使得系统默认为连接位置为整体，而SimSolid采用焊接模式连接则自动添加焊道，并将此位置参与相应计算，故最值应力存在一定差异行。3、观测位置参数：对于Workbench进行有限元分析，观测实际受力薄弱处螺栓固定位置1.97MPa ；最大位移点为1.6mm，位于顶端。通过SimSolid获取相应位置应力分别为：2.49Mpa，最大位移点为1.43mm，底部焊接处应力最大为54.49Mpa。对于此分析结果综合看，位移运动距离以及观测点应力两者结果相差不大，均可做为设计参考，但相对而言，就焊道位置应力大小SimSolid得到数据具有一定参考价值。综合本次模拟结果分析可知，对于设计周期有限，结构相对简单的产品设计，可以通过使用SimSolid进行分析，已到达节省设计周期，降低生产成本的目的。

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