基准案例
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 Creo Simulation Live 基准案例都在配置了 NVIDIA Quadro P4000 显卡的计算机上运行。
对于每个案例,第二个表会比较这些问题在 Ansys AIM 和 Creo Ansys Simulation 中的结果。
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)
16.53
18.3
10.71
模式 2 频率 (Hz)
21.07
24.0
13.91
模式 3 频率 (Hz)
30.06
34.9
16.10
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)
16.60
19.1
15.06
模式 2 频率 (Hz)
21.88
24.6
12.43
模式 3 频率 (Hz)
31.86
37.1
16.45
Creo Ansys Simulation 结果比较(最高网格分辨率)
结果
Ansys AIM
Creo Ansys Simulation
百分比误差
模式 1 频率 (Hz)
17.70
15.66
11.53
模式 2 频率 (Hz)
21.78
21.10
第 3.12 段
模式 3 频率 (Hz)
32.76
30.19
6.71
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)
294.61
306.7
4.10
模式 2 频率 (Hz)
601.58
629.7
4.67
模式 3 频率 (Hz)
800.87
844.4
5.44
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)
310.39
330.5
6.48
模式 2 频率 (Hz)
628.88
676.7
7.60
模式 3 频率 (Hz)
837.09
905.9
8.22
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 D = 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
1.041E-04
1.044E-04
0.28
25
1.047E-04
1.047E-04
0.04
50
1.047E-04
1.046E-04
0.04
75
1.048E-04
1.047E-04
0.03
100
1.048e-04
1.048E-04
0.02
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
5
16.5
20.24
22.67
25
18.47
17.79
3.68
50
19.46
19.54
0.41
75
21.08
21.31
1.09
100
22.34
24.66
10.38
下面是仿真质量滑块在不同位置时的后切口等效应力图
Creo Ansys Simulation 结果比较(最高网格分辨率)
结果
Ansys AIM
Creo Ansys Simulation
百分比误差
最大位移,米
0.11008E-3
0.11009E-3
0.01
最大对等应力,MPa
18.31
18.26
0.27
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
133.55
130.60
2.21
Creo Ansys Simulation 结果比较(最高网格分辨率)
应力 MPa - Ansys AIM
应力 MPa - Creo Ansys Simulation
百分比误差
130.23
127.47
2.12
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℃
封装热流量 = 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)
42.5
42.39
0.25
最高温度 (摄氏度)
53.53
55.90
4.26
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)
42.40
42.03
0.87
最高温度 (摄氏度)
53.70
53.63
0.13
Creo Ansys Simulation 结果比较(默认网格分辨率)
结果
Ansys AIM
Creo Ansys Simulation
百分比误差
散热器最高温度 (摄氏度)
42.6
42.58
0.04
最高温度 (摄氏度)
54.0
54.0
0
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