仿真应用的六大误区 - iCAx开思网

计算仿真在产品研发中越来越显露其重要性，这是因为产品的性能参数往往不是直观可见的，用经验设计或对比设计的传统方法，很难准确达到设计的要求。但仿真应用也有其自身的特点和方法，如果应用不正确可能达不到预期的效果，甚至出现错误的设计。这里，以SOLIDWORKS Simulation应用为例，分析应用中的六大误区。

首先仿真计算是一种近似的计算方法，因此这种计算是有一定的误差的，显然作为设计校核不太合适。

那么在产品的研发中，仿真计算应该如何使用？通常，仿真计算是用于研发的过程中，通过计算，工程师可以很快的了解设计的性能参数变化趋势，而不必等到产品实物制造出来才获得数据。注意，这里是说产品设计性能参数及其趋势，而不是设计产品的性能准确数据。这样做最大的优点是可以缩短研发周期，降低成本和研发失败的风险。

如果您希望验证设计产品的性能，通常您需要进行实物的测试，所以在重要产品的研发中，实物测试是放在研发的最后，这样可以充分发挥仿真工具在研发过程中“快”的优势。

如果您一直长期在使用仿真软件进行产品的计算，那么您对设计产品的工况等边界条件的设置已充分了解，在贴合您产品类型的单元选择和网格划分方面也已轻车熟路，并有早期实物测试的数据对比。在这种情况下，您仿真所得到的数据可靠性会比较高，或者说仿真作为设计的验证和校核有一定的参考价值。

一些企业设置专门的部门进行仿真分析，我们一般不推荐。这是因为这样就需要产品设计师与仿真工程师互相进行沟通，而且这种沟通有时是比较费力的，分析师并不一定清楚设计的意图，并可能缺乏产品设计的专业知识。而设计师可能也不清楚仿真软件能做到什么程度。这样会直接带来研发沟通的成本，使得原来仿真应用在研发中的优势变为弱势。

这种情况也同样出现在仿真外包的应用中，造成的结果是周期加长，成本提高，完全没有达到设计、计算、再设计的研发迭代过程。这种传统的仿真优化项目方式正在被新的模式所替代，以SOLIDWORKS Simulation为代表的仿真应用是希望将这一设计工具放在产品设计师的桌面，缩短研发周期，降低研发成本。

仿真应用的目的是在产品研发的过程中，工程师可以边设计、边仿真，快速了解设计的性能参数，因此在产品的研发中，设计、仿真、再设计、再仿真这样的循环会多次出现，逐步趋于优化。这是几乎所有产品设计的基本过程，和传统制造出实物才发现问题，再修改设计相比，显然，这样可以大幅度缩减研发的周期和成本。

由此可见，对设计工程师来说，设计不仅仅是3D建模或绘图，更重要的是计算和优化。一个没有计算的设计是否会是一个好的设计？您也可以看到，如果SOLIDWORKS Simulation不在工程师的桌面，这个设计优化的过程可能就比较难实现。

对初学者来说，可能会认为仿真计算中有限元网格划分的越细越好，这样可以计算更精确。可是，实际情况可能和您的愿望完全相反。首先仿真计算是一种近似计算方法，当网格划分到一定程度后，计算的结果可能就只在很小的范围内变化了，这从工程意义上来说就是达到某种程度的计算收敛。在这样的情况下，如果进一步细化网格只会带来更大的计算量，结果是增加计算的时间和成本，严重时可能会造成计算的失败。

因此，在仿真分析中，工程师会尝试多次计算分析，观察计算结果的变化。如果网格细化对计算结果改变微小，通常不会进一步细化网格。

这个问题也是很多应用中出现的误解，通常软件会提供自动网格划分的功能，这可以大幅度降低仿真分析的应用难度，但软件并不是能对具体的分析对象给出最合适的单元参数，或者说软件并不能智能地给出最佳的网格参数。因此，这里的网格自动划分是指在您给定单元参数的情况下，软件可以帮助您快速划分网格。

在一些几何变化较大的区域，您可能需要增加网格密度。所以自动划分在这里不是指自动参数化。

仿真分析中边界条件的设置非常重要，直接关系到仿真结果是否符合实际。对产品设计师来说，产品的设计意图、应用场合和期望达到的功能会比较清楚，这一方面是设计要求，另一方面是源于专业的认知和经验。而仿真分析师可能对软件的设置比较熟悉，也经历过一些类似的仿真项目应用，但对具体的分析对象，需要和设计师进行深入沟通和理解，否则可能会导致分析的结果不符合实际的应用场合和实际的工况。

总而言之，仿真计算可以帮助工程师设计更好的产品，现在的仿真软件如SOLIDWORKS Simulation是专门为产品设计师配置的设计工具，正确地应用仿真计算可以帮助企业加快产品研发的速度，尽早发现产品设计的缺陷，从而降低研发成本。传统的认知是将仿真计算与产品设计分为二个互相独立的应用，这实际上造成设计计算沟通的成本，增加了设计时间。因此，将仿真计算工具放在设计师的桌面才是正确的选择。