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基准案例 - Creo Simulation Live
以下基准案例比较了 ANSYS Discovery Live 和 Creo Simulation Live 针对特定问题的结果。所有基准案例都在配置了 NVIDIA Quadro P4000 显卡的计算机上运行。
机器手臂的模态分析
问题说明:考虑一个具有固定基座的钢质机器手臂装配。计算该装配的前三个固有频率和模式形状。
材料属性
边界条件
杨氏模量 E = 2e11 帕
泊松比 ν = 0.3
固定支撑
结果 - 仿真质量滑块处于最大位置
结果
ANSYS Discovery Live
Creo Simulation Live
差异百分比
模式 1 频率 (Hz)
18.4
18.4
0.0
模式 2 频率 (Hz)
24.2
24.2
0.0
模式 3 频率 (Hz)
35.5
35.4
0.3
下列图形为模式 1 收敛与仿真质量滑块值 (保真度) 的对照:
结果 - 仿真质量滑块处于默认位置
结果
ANSYS Discovery Live
Creo Simulation Live
差异百分比
模式 1 频率 (Hz)
20.3
20.3
0.0
模式 2 频率 (Hz)
25.7
25.7
0.0
模式 3 频率 (Hz)
39.1
39.1
0.0
印制电路板的模态分析
问题说明:考虑一个具有固定支撑的印刷电路板装配。PCB 由 FR4 制成,所有其他元件均假定具有环氧树脂的特性。计算印刷电路板装配的前三个固有频率和模式形状。
材料属性
边界条件
FR4
杨氏模量 E = 1.1e10 帕
密度 ⍴ = 1900 kg/m3
泊松比 ν = 0.28
环氧树脂
杨氏模量 E = 1.1e9 帕
密度 ⍴ = 950 kg/m3
泊松比 ν = 0.42
如下图所示,固定支撑靠五个支撑孔支持。
结果比较 - 仿真质量滑块在最大位置
结果
ANSYS Discovery Live
Creo Simulation Live
差异百分比
模式 1 频率 (Hz)
301.7
302
0.10
模式 2 频率 (Hz)
618.1
618
0.02
模式 3 频率 (Hz)
824
825
0.12
下图显示模式 1 收敛与分辨率大小的对照
结果比较 - 仿真质量滑块在默认位置
结果
ANSYS Discovery Live
Creo Simulation Live
差异百分比
模式 1 频率 (Hz)
335.5
334.8
0.20
模式 2 频率 (Hz)
688.3
688.3
0.00
模式 3 频率 (Hz)
918.3
916.9
0.15
支架的静态负载
问题说明:考虑铝制支架的静态负载。负载由一个 200 N 的应用载荷和两个固定支撑组成。计算零件后切口的最大尖端位移和最大等效应力,作为 Discovery Live 和 Creo Simulation Live 中真实度滑块位置的函数。
材料属性
边界条件
负载
杨氏模量 E = 7.1e10 帕
密度 ⍴ = 1900 kg/m3
泊松比 ν = 0.33
两个固定支撑,如上图所示
200N,如上图中所示。
结果 - 尖端位移,仿真质量滑块在最大位置。
保真度滑块位置 (百分比)
位移 - 米
ANSYS Discovery Live
位移 - 米
Creo Simulation Live
差异百分比
0
1.138E-04
1.034E-04
10.017
25
1.104E-04
1.060E-04
4.150
50
1.101E-04
1.051E-04
4.778
75
1.103E-04
1.072E-04
2.881
100
1.102E-04
1.074E-04
2.618
下面是仿真质量滑块在不同位置时的最大尖端位移图
结果 - 仿真质量滑块在不同位置时,后切口中的等效应力。
保真度滑块位置 (百分比)
应力 MPa
ANSYS Discovery Live
应力 MPa
Creo Simulation Live
差异百分比
0
13.44
15.18
11.454
25
17.06
16.61
2.727
50
17.93
17.03
5.305
75
19.12
19.04
0.434
100
18.25
18.58
1.763
下面是仿真质量滑块在不同位置时的后切口等效应力图
摇臂装配的静态负载
问题说明:考虑具有可变圆角半径的摇臂装配的静态负载。负载由一个 600 N 的应用载荷、无摩擦约束和一个固定支撑组成。计算最大等效应力。
边界条件
负载
1 - 无摩擦约束
2 - 固定支撑
600 N,如图所示
仿真质量滑块在最大位置时,最大等效应力的结果
应力 MPa
ANSYS Discovery Live
应力 MPa
Creo Simulation Live
差异百分比
132.24
127.46
3.61
封装/散热器装配中的热传递
问题说明:考虑铝制散热器、热界面层和封装装配的稳态热传递。封装产生 5 瓦功率,散热器外表面具有对流边界条件,其传热系数为 5 W/m^2℃。流体体表温度为 20℃。计算稳态条件下铝制散热器的最高温度和装配的最高温度。
材料属性
边界条件
铝,K = 148.62 W/m℃
TIM, K = 24 W/m℃
封装,K = 2 W/m℃
封装热流流动 = 5 W
热传递系数 = 5 W/m^2℃
流体体表温度 = 20℃
结果 - 仿真质量滑块在默认位置时的最高温度
结果 - 仿真质量滑块在默认位置时的最高温度
结果 - 仿真质量滑块在默认位置时的最高温度
结果 - 仿真质量滑块在默认位置时的最高温度
结果
ANSYS Discovery Live
Creo Simulation Live
差异百分比
散热器最高温度 (摄氏度)
42.46
42.42
0.1
最高温度 (摄氏度)
58.01
57.97
0.07
结果 - 仿真质量滑块在最大位置时的最高温度
结果
ANSYS Discovery Live
Creo Simulation Live
差异百分比
散热器最高温度 (摄氏度)
41.34
41.29
0.13
最高温度 (摄氏度)
54.73
54.67
0.1