基于SimSolid的无网格实验工装模态分析

      最近接到一个实验工装模态分析项目，零件比较多，全部是薄壁钣金焊接装配而成，要求一天出结果，按照正常流程的话，一天出结果是没有什么难度的，但是比较繁琐，要对所有部件抽取中面，然后采用焊接或者rbe2刚性连接，差不多也要大半天时间。突然想到无网格软件SimSolid，决定快速验证一下结果。

      实验工装如图1所示：

                                                                       图1 实验工装

      本次分析的实验工装材料为45#钢，每个部件之间相互焊接，工装底部固定约束，分析其固有模态。

      实验工装焊接如图2所示：

                                                           图2 实验工装焊接示意图

      实验工装底部固定约束，如图3所示：

                                                               图3 实验工装约束图

      上述设置完成后，提交分析，模态结果如图4所示：

                                                            图4 实验工装模态结果

      由图4可知，一阶模态为100.03Hz，振型为XZ平面内摆动；二阶模态为109.68Hz，振型为YZ平面内摆动。

      由于本工装用于扫频振动实验，频率范围要求0~100Hz，因此，该工装有共振的风险，需要进行优化，即在一阶摆动较大的部位增加一条焊柱，优化结构如图5所示：

                                                          图5 实验工装优化结构

      根据优化后的数据，快速提交SimSolid进行分析，其分析结果如图6所示：

                                                     图6 优化后的实验工装模态结果

      由图6可知，一阶模态为121.09Hz，振型为YZ平面内摆动；二阶模态为182.21Hz，振型为XZ平面内摆动。优化后的结果满足目标。

      以上分析，从数据导入，到出分析结果共计用时5min，优化同样只需要5min，可想而知，无网格的效率在此项目、此分析项上显得是多么神速。

      为了验证SimSolid分析的精度，我采用了另一款无网格软件MeshFree进行验证，对比验证的数据为没有进行优化的实验工装数据，其分析结果如图7所示：

                                                 图7 基于MeshFree的实验工装模态分析   

      由图7可知，一阶模态为101.78Hz，振型为XZ平面内摆动。MeshFree总共分析用时12分钟。

      由此可见，SimSolid的精度完全可以保证。