準備進行分析

考量進行分析的零件或組合時，存在若干值得考量的問題。其中一個是模型準備。若要準備進行分析的組合模型，請評估元件類型。在零件模型中，評估零件特徵。然後，您可以從分析中移除較低影響的零件或特徵，並使用分析結果中的相對較小差異提高效能。

準備進行分析的零件或組合的動作包括：

簡化模型

為什麼簡化組合？

分析組合時，您可以排除由約束或力模擬其功能的較小零件。簡化組合 (如有可能) 有助於降低模擬時間。

為什麼簡化零件特徵？

執行模擬分析時，您可以修改模型的某些部分，以允許進行更有效的分析。此修改包括抑制不符合應力集中的幾何小特徵。其中一個範例為外凸面外圓角。它們可使網面建立複雜化，而不會對最終結果帶來重大影響。

為什麼簡化包含薄本體的模型？

您的模型所包含的元件中，通常可能由非常薄的薄壁主體所組成 (相對於模型的整體標註或大小)，因此您的模型可能會非常薄 (例如板金或框架結構)。因此，若使用實體元素型 FEA 來分析這類元件，會需要大量運算資源，並且提供的結果可能較不精確。將包含薄壁本體的元件簡化成薄殼後，可以大幅減少所需的運算資源，以及提高模擬精確度。

您可以按一下「準備」面板中的「尋找薄本體」指令來檢查模型，查看是否含有適合做為薄殼特徵的薄本體。

系統會自動搜尋模型中符合薄元件準則的本體。然後，您可以決定是否要簡化實體幾何圖形，並使用「中間曲面」指令或「偏移」指令，產生定義薄殼結構的中間曲面。

在應力分析中，使用薄零件指令有哪些限制？

L/D 比 = 長度/厚度

其中：

長度 = 本體的整體長度

厚度 = 本體的厚度

請考慮長度和寬度為 100、厚度為 1 的方形薄板。此類板的 L/D 比為 100/1 = 100。我們計算了輸入本體的 L/D 比，並將其與方形薄板的 L/D 比進行比較。

• 如果 L/D 比低於 100，該本體會被視為厚元件 (或實體)，建議您將其做為實體分析，以使用實體元素執行準確的分析。
• 如果輸入本體的 L/D 比高於 100，該本體會被視為薄元件，因此會在您按一下「尋找薄本體」指令後呈亮顯狀態。
• 如果 L/D 比高於 100，並且您在執行分析時未使用「中間曲面」或「偏移」將這些本體轉換為薄殼，系統將顯示一則訊息，建議使用「尋找薄本體」指令來執行更準確的分析。
• 如果 L/D 比高於 250，並且將本體做為厚實體進行分析，系統將顯示一則警告訊息，指示分析結果很可能不精確，甚至是錯誤的。
註: 此處不包括有關 L/D 比計算與比較方式的具體詳細資料。Autodesk Inventor 只會建議哪些本體應被視為薄本體。選擇的準則並非絕對的，因此，對於某些特定情況可能不適用。您可以取代指令的結果。

加入約束

結構約束限制模型位移。對於靜態模擬，請移除所有剛體模式 (本體的自由轉換和旋轉移動)。可以透過以下方式執行此作業：固定面，或在面、邊或頂點上合併局部約束。

註: 約束過多或不足均可以大大變更模型行為。因此，若要指定適當的一組約束以反映真實模型環境，請給予高度重視。

結構約束的類型包括：

固定	移除所有自由度。
無摩擦	防止正垂於曲面的運動。
接腳	隔離徑向、軸向或切向的自由度。

若要顯示反作用力資訊，請執行模擬，然後在「模擬瀏覽器」中的約束上按一下右鍵，最後選取「反作用力」。

註: 您可以將負載和邊界條件套用至同一圖元 (只要它們相容)。您可能會誤將不相容的負載和邊界條件套用至同一圖元。其中一個範例為 Z 方向上的一個固定面，以及在 Z 方向上套用至同一個面的負載。則固定邊界條件會取代這些面。

加入負載

結構負載

結構負載是在作業過程中套用至零件或組合的力。這樣的負載會在元件中產生應力、變形和位移。

在產品設計中，瞭解您的產品在正常工作條件和過量工作條件下會如何進行反作用很重要。瞭解如何確定您的產品對這些負載所具有的回應，以及建置適當的安全係數。重要的設計方面包括大小、重複頻率、分佈和特性 (靜態或動態)。如果您可以視覺化產品對負載的回應方式，則可以更好地控制您的設計。

可用結構負載類型包括：

• 力 (N 或 lbforce)
• 壓力 (MPa 或 psi)
• 軸承負載 (N 或 lbforce)
• 力矩 (N*m 或 lbforce in)
• 遠端力 (N 或 lb)

套用正垂於面 (其中力互垂於面) 的結構負載。套用平行於面 (該面具有在每個方向指定的大小) 的結構負載。您可以將力矩套用至實體面。使用遠端力以：

• 套用模型外側或模型內側的特定點處的力。
• 轉換為給定面上的等效力和力矩。

您可以將軸承負載僅套用至圓柱面。

註: 如果您將負載套用至接觸中所涉及的面，請使用「壓力」，而不使用「力」。

本體負載

本體負載是作用於元件的整個體積或質量的負載。本體負載的範例包括但不限於：

• 重力

  可透過套用以下項目建立本體負載：

  • 線性加速度
  • 角速度和加速度

如果模型受外力影響，請定義重力負載或本體負載。針對每一個模擬最多可以定義一個重力負載和一個本體負載。

指定材料

材料性質為模擬定義模型的每個零件的結構特性。每個模擬可以針對任何元件具有不同的一組材料。

型式與標準

Inventor 材料是使用型式與標準編輯器進行管理的。您可以修改既有材料或建立新材料。建立或修改材料時，請謹慎指定正確的材料特性。

材料定義

啟動新零件後，元件材料會設定為文件樣板使用的任何項目。Inventor 出廠時，零件和組合的文件樣板使用稱為「預設」的材料。沒有定義將預設材料用於模擬環境。因此，如果將任何元件的材料指定為「預設」，將會取代該材料。存在數個修正材料指定的方法：

• 編輯零件。在 iProperty 中，指定恰當定義的材料，以用於模擬。建議使用這種方法。
• 使用另一種恰當定義的材料取代 Inventor 預設材料。
• 修改預設材料以使其可用於模擬。修改樣板檔案以重新定義預設材料時，請謹慎行事。其他文件有時取決於原始定義。

存在兩種可以使得材料對於模擬無效的方法。

• 未充分定義指定的零件模型材料。它缺少滿足模擬要求的重要資訊。在這種情形下，您會收到有關材料的警告訊息。您可以先使用一個適用於分析的材料取代該材料，或修改既有材料，然後再執行模擬。
• 未充分定義取代材料。它缺少滿足模擬要求的重要資訊。使用資訊 圖示裝飾瀏覽器中的「取代材料」節點。您可以先使用一個適用於分析的材料取代該材料，或修改既有材料，然後再執行模擬。

模擬瀏覽器

在模擬瀏覽器中，有一個「材料」資料夾 ，您可以在其中找到取代其他材料的所有材料的清單。例如，如果您有銅元件並使用鋼取代銅，便存在鋼的唯一節點。「鋼」節點包含使用該材料的每個零件的節點。

以下是有關材料的行為的假定：

常數	在溫度和時間方面，所有結構材料性質不會發生變更。
同質	材料性質不會在整個零件體積中發生變更。
線性	應力與應變成正比。

如果模擬材料更適用於您的設計需求，請將材料指定晉級至作為 CAD 編輯的模型。

指定接觸條件

存在兩種將接觸條件加入至模擬的方式：

自動接觸	根據「編輯模擬性質」對話方塊中的設定軟體指定的接觸。可以在此作業中隨時編輯自動接觸。
手動接觸	您透過使用該指令指定的接觸。可以在此作業中隨時編輯手動接觸。

其他注意事項：

父瀏覽器節點處的警告圖示

應力分析瀏覽器中的父節點旁邊會顯示狀態圖示，指示該節點已過期，或子節點中有問題存在。最初，父節點旁邊會顯示「需要更新」圖示 。更新節點後，如果顯示「警告」圖示 ，則一個或多個子節點有問題存在。