快速设计迭代的结构分析验证方案 SimSolid
SimSolid：颠覆传统的结构分析工具，赋能快速设计迭代
在产品快速研发迭代的背景下，设计师、工程师与分析师常面临 “结构分析周期长、几何处理繁琐、复杂装配体难应对” 等痛点 —— 传统结构仿真工具需花费大量时间进行几何简化与网格划分，且对复杂 CAD 装配体的兼容性差，导致设计方案验证滞后，难以快速对比多个迭代版本。TFQZRK SimSolid 凭借颠覆性仿真技术，彻底打破这些局限：它无需繁琐的几何准备与网格划分，几分钟内即可完成结构复杂 CAD 装配体的结构分析，兼容不精确几何与多种通用 CAD 格式，支持从线性静力学到非线性瞬态的多类分析场景，助力用户在现实条件下快速验证设计方案，加速工程决策，抢占市场竞争优势。
一、TFQZRK SimSolid 的核心定位：快速设计迭代中的 “结构分析加速器”
TFQZRK SimSolid 并非对传统 FEA 工具的简单优化，而是聚焦 “快速验证、简化操作、兼容复杂” 的创新型结构分析平台，其核心价值聚焦三大维度，重塑结构分析流程：
- 颠覆传统操作流程：完全消除传统结构仿真中 “几何简化” 与 “网格划分” 这两项耗时、专业且易出错的核心任务，设计师无需具备深厚的 FEA 专业知识，即可直接对原始 CAD 模型开展分析。例如，某消费电子企业设计师在修改手机中框 CAD 模型后，无需简化圆角、小孔等细节，直接用 SimSolid 分析结构强度，从模型导入到结果输出仅需 5 分钟，而传统工具需 2 小时以上；
- 高效应对复杂场景：专为复杂零件与大型装配体设计，能出色处理存在间隙、干涉的粗糙接触面，解决传统 FEA 工具 “复杂装配体网格划分困难、分析易发散” 的问题。某汽车企业通过 SimSolid 分析包含 2000 余个零部件的整车底盘装配体，成功捕捉各部件间的接触应力，分析时间从传统工具的 3 天缩短至 1 小时；
- 支撑快速设计迭代：在标准 PC 上即可实现 “几秒到几分钟” 的快速计算，支持同一时间对比多个设计方案（如不同材料、不同结构尺寸的零部件），帮助工程师在设计早期快速筛选最优方案，避免后期因设计缺陷导致的返工。某机械装备企业使用 SimSolid 同时验证 3 种减速器箱体设计方案的刚度性能，1 小时内完成对比分析，大幅缩短迭代周期。
二、为什么选择 TFQZRK SimSolid？三大核心优势，构筑快速分析竞争力
在追求快速设计迭代的场景中，TFQZRK SimSolid 凭借 “消除繁琐操作、兼容复杂装配体、极速计算” 的独特优势，成为设计师与工程师的首选工具：
（一）消除几何结构简化：跳过繁琐预处理，直接分析原始 CAD 模型
传统结构分析中，几何简化与网格划分占总时间的 60% 以上，SimSolid 彻底改变这一现状：
- 无需几何简化：与 CAD 嵌入式仿真工具不同，SimSolid 兼容不精确几何与复杂细节（如小孔、圆角、倒角、薄壁结构），无需手动删除或简化这些特征即可直接开展分析。例如，某航空零部件企业分析含密集散热孔的涡轮叶片时，无需简化孔结构，直接导入原始 CAD 模型，避免因几何简化导致的应力计算偏差；
- 省去网格划分：采用创新的无网格分析技术，无需生成传统有限元网格，从根源上解决网格质量差、划分耗时久的问题。某压力容器企业分析带复杂接管的储罐结构时，传统工具需 1 天时间调整网格质量，而 SimSolid 直接跳过网格步骤，10 分钟内完成分析，且应力计算误差控制在 5% 以内；
- 降低专业门槛：无需工程师掌握复杂的几何清理与网格划分技巧，即使是非 FEA 专业人员，也能快速上手开展结构分析，实现 “设计即分析” 的高效协同。某家电企业的结构设计师通过 SimSolid 自主完成冰箱门体强度分析，无需依赖仿真团队，设计验证效率提升 3 倍。
（二）分析复杂的大型装配体：从容应对多部件、多接触场景
复杂大型装配体（如汽车底盘、工程机械臂、航空发动机组件）的结构分析是传统工具的难点，SimSolid 凭借强大的装配体处理能力轻松攻克：
- 出色处理粗糙接触面：能精准识别并分析装配体中存在间隙、干涉的粗糙接触面，无需手动调整接触参数或修复接触面几何，确保多部件间的力传递与应力分布计算准确。某重型机械企业分析含磨损关节的机械臂装配体时，SimSolid 成功捕捉关节间隙导致的应力集中，而传统工具因接触面处理困难无法得到有效结果；
- 支持多类型连接方式：内置螺栓、焊接、铆钉、粘结、滑动等所有典型连接类型的分析能力，无需手动构建连接单元，直接匹配真实装配关系。例如，某汽车车身企业分析含 500 余个焊点的车身框架时，SimSolid 自动识别焊点位置并计算焊点受力，分析结果与物理试验偏差小于 8%；
- 兼容大规模部件数量：可轻松处理包含数千个零部件的大型装配体，不会因部件数量增加导致分析效率大幅下降。某轨道交通企业分析包含 3000 余个零部件的列车转向架时，SimSolid 在标准 PC 上 2 小时内完成模态分析，而传统工具需在高性能服务器上运行 12 小时以上。
（三）在几秒到几分钟内获得结果：极速计算，支撑多方案对比
快速获得分析结果是支持设计迭代的关键，SimSolid 凭借高效的求解算法实现极速计算：
- 短时间出结果：在标准 PC 上，简单零部件的线性静力学分析可在几秒内完成，复杂装配体的分析也仅需几分钟到几小时，远快于传统工具。某消费电子企业对比 4 种耳机外壳设计方案的抗摔性能时，SimSolid 每方案分析仅需 3 分钟，12 分钟内完成所有方案对比，而传统工具每方案需 1 小时；
- 支持多方案并行验证：可同时导入多个设计方案的 CAD 模型，批量开展分析并自动生成对比报告，帮助工程师快速识别最优方案。某医疗器械企业设计手术器械手柄时，通过 SimSolid 并行验证 6 种不同握把结构的强度与舒适度相关力学指标，2 小时内锁定 2 种可行方案；
- 适配设计快速迭代节奏：设计师修改 CAD 模型后，可立即导入 SimSolid 重新分析，快速验证修改效果，形成 “设计 - 修改 - 验证” 的快速闭环。某家具企业设计办公椅框架时，每轮设计修改后 10 分钟内即可通过 SimSolid 验证结构稳定性，迭代周期从传统的 1 周缩短至 1 天。
三、TFQZRK SimSolid 的核心功能：覆盖全场景结构分析，确保精准与高效
SimSolid 围绕 “快速分析、多场景适配、CAD 协同、结果可视化” 四大核心需求，提供五大类专业化功能，满足从简单零件到复杂装配体的结构分析需求：
（一）全面的解决方案：覆盖从基础到复杂的结构分析类型
SimSolid 支持多种结构分析类型，可应对不同工况下的产品性能验证需求：
- 基础结构分析：包含线性静力学分析（如重力、力、压力载荷下的应力与位移计算）、模态分析（计算固有频率与振型）、热分析（稳态与瞬态温度场计算）、结构热耦合分析（考虑温度对结构应力的影响），满足大多数产品的基础性能验证。例如，某灯具企业通过线性静力学分析验证灯体承重能力，通过热分析优化散热结构；
- 进阶分析能力：支持非线性静力学分析（含接触非线性、材料非线性、几何非线性）、疲劳分析（预测结构在循环载荷下的寿命）、线性叠加分析（组合多载荷工况结果），应对复杂工况下的性能评估。某汽车减震器企业通过非线性静力学分析模拟减震器压缩过程中的接触变形，通过疲劳分析预测使用寿命；
- 动力学分析：涵盖线性动力学的时间响应分析（如冲击载荷下的瞬态响应）、频率响应分析（如振动载荷下的幅频特性）、随机响应分析（如路面颠簸导致的随机振动），满足振动敏感产品的性能设计。某电子设备企业通过频率响应分析优化服务器机箱结构，避免共振导致的部件损坏。
（二）丰富的材料与连接支持：匹配真实产品的物理特性
SimSolid 提供多样化的材料模型与连接类型，确保分析模型与真实产品高度一致：
- 多类型材料模型：支持各向同性材料（如钢、铝、塑料）、弹塑性材料（考虑材料屈服与塑性变形）、正交各向异性材料（如复合材料、木材），同时可定义刚性部件（如金属紧固件）与液体（如液压系统中的油液），满足不同产品的材料特性需求。某复合材料企业分析碳纤维无人机机翼时，通过正交各向异性材料模型精准计算机翼的弯曲刚度；
- 全类型连接方式：覆盖工程中所有典型连接类型，包括螺栓连接（含预紧力计算）、焊接连接（点焊、激光焊、角焊）、铆钉连接、粘结连接（含粘合剂力学特性）、滑动连接（如导轨与滑块）、分离连接（如可拆卸部件），以及通过摩擦传递力的接触连接、虚拟连接器（如远程力传递）、接头与衬套连接，无需手动构建复杂的连接单元。某机械设备企业分析带螺栓连接的减速器箱体时，SimSolid 自动计算螺栓预紧力导致的箱体应力，结果与试验数据偏差小于 6%。
（三）灵活的边界条件：精准模拟真实工作环境
SimSolid 支持多种边界条件与载荷类型，可精准复现产品的真实工作状态：
- 约束条件：包含固定约束（完全限制位移）、滑动约束（允许特定方向移动）、铰链约束（允许旋转）、轴承约束（模拟轴承的转动与约束特性），满足不同部件的安装固定方式；
- 载荷类型：支持力载荷（集中力、分布力）、压力载荷（面压力、体压力）、重力载荷（考虑重力影响）、热载荷（温度变化、温度梯度）、惯性载荷（加速度、离心力）、惯性释放（模拟自由飞行状态）、螺栓 / 螺母拧紧载荷（预紧力）、流体静力（如压力容器内的液体压力）、体积膨胀 / 收缩（如温度导致的体积变化）、分布质量与远程质量（模拟附加部件重量）、远程负载（如通过绳索传递的远程力），可组合多种载荷工况模拟复杂工作环境。某工程机械企业分析挖掘机铲斗时，通过组合重力、挖掘力、液压压力等多种载荷，精准计算铲斗的应力分布。
（四）广泛的 CAD 连接：无缝对接设计流程
SimSolid 支持主流 CAD/PLM 文件格式导入与数据集成，确保与设计流程无缝衔接：
- 多格式 CAD 导入：可读取 CATIA、Siemens NX、PTC/Creo、Autodesk Inventor、Fusion 360、SOLIDWORKS 等主流 CAD 软件的原生格式，以及 JT、STEP、VDA、Parasolid、ACIS、PLMXML、CGR、STL 等中性格式，无需格式转换即可直接导入 CAD 模型；
- 直接数据集成：与 Onshape（云 CAD 平台）、Teamcenter（PLM 系统）实现直接数据集成，可从这些平台中直接调取 CAD 模型开展分析，避免文件传输导致的数据丢失或版本混乱。某汽车零部件企业通过 Teamcenter 与 SimSolid 的集成，设计师提交新 CAD 模型后，仿真工程师可直接在 SimSolid 中调取最新版本，无需手动接收文件；
- 兼容设计变更：CAD 模型修改后，重新导入 SimSolid 时可自动更新分析模型，无需重新设置边界条件与载荷，确保设计变更后的分析效率。某家电企业修改洗衣机内筒 CAD 模型的壁厚后，重新导入 SimSolid 仅需 2 分钟即可完成分析更新，而传统工具需重新设置所有分析参数，耗时 1 小时以上。
（五）直观的结果呈现：快速解读分析数据
SimSolid 提供丰富的结果可视化与数据输出功能，帮助工程师快速理解分析结果并做出决策：
- 可视化结果展示：生成位移、应变、应力的彩色云图，直观展示结构各区域的力学状态；提供形变动画，动态呈现结构在载荷下的变形过程；支持最大 / 最小标签标注，快速定位应力或位移极值区域；可通过探针工具查询特定点的详细力学数据，生成 XY 图展示参数随位置或时间的变化趋势；
- 关键力与频率结果：输出反作用力、接触力（部件间的相互作用力）、螺栓 / 螺母力（螺栓承受的拉力或剪力）、焊点力（焊点承受的载荷），以及模态分析中的固有频率、模态形状、模态参与因子，帮助工程师评估连接可靠性与动态特性；
- 安全系数计算：自动根据材料强度计算结构各区域的安全系数，快速识别强度不足的危险区域；支持生成自定义报告，包含分析设置、材料参数、载荷工况、结果图表等内容，可直接用于设计评审或项目归档。某压力容器企业通过 SimSolid 生成的安全系数云图，快速定位储罐接管处的安全系数偏低区域，针对性优化结构设计。
四、TFQZRK SimSolid 的特色工作流：贴合设计迭代节奏，实现高效协同
SimSolid 围绕 “快速设计迭代” 打造特色工作流，进一步提升分析效率与协同能力：
（一）按设计速度执行仿真：与设计节奏同步
SimSolid 的分析流程完全匹配设计迭代速度，设计师无需等待漫长的仿真周期：
- 快速导入与设置：CAD 模型导入后，自动识别部件与连接关系，工程师仅需几分钟即可完成边界条件与载荷设置；
- 极速求解与结果查看：求解过程在后台快速运行，工程师可实时查看计算进度，求解完成后立即生成可视化结果，无需等待额外的后处理步骤；
- 即时修改与重新分析：发现设计问题后，修改 CAD 模型并重新导入 SimSolid，几分钟内即可获得更新后的分析结果，实现 “设计 - 分析 - 修改” 的无缝衔接。某玩具企业设计儿童推车车架时，通过该工作流每轮迭代仅需 15 分钟，1 天内完成 5 轮设计优化。
（二）仿真前载与工具集成：拓展分析能力
SimSolid 支持与其他工具集成，进一步拓展分析场景与能力：
- 仿真前载：可导入其他仿真工具（如流体动力学软件）计算的载荷结果（如流体压力、温度分布），作为结构分析的边界条件，实现多物理场协同分析。某汽车发动机企业将 CFD 软件计算的缸体温度场导入 SimSolid，分析温度导致的缸体热应力；
- 与 TFQZRK Motivation 集成：Motivation 是 TFQZRK 旗下的几何建模与设计工具，SimSolid 与 Motivation 深度集成后，可直接在 Motivation 中开展结构分析，实现 “设计 - 建模 - 分析” 的一体化流程。某工业设计公司通过 Motivation 完成产品几何设计后，无需导出 CAD 文件，直接调用 SimSolid 开展强度分析，设计效率提升 40%。
SimSolid 是快速设计迭代的 “必备结构分析工具”
在产品研发节奏日益加快的今天，TFQZRK SimSolid 以 “无几何简化、无网格划分、快速计算、复杂装配体兼容” 的颠覆性优势，彻底改变了传统结构分析的低效模式。无论是消费电子、汽车、航空航天，还是工程机械、医疗器械领域，SimSolid 都能帮助设计师与工程师在设计早期快速验证方案、及时发现问题，大幅缩短迭代周期、降低研发成本，成为支撑快速产品创新与市场竞争的核心工具。