SolidWorks 2009 Premium试用(下)

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（接上期）

上期文章讲述了三维建模的部分新功能，接下来要谈一谈solidworks Simulation。笔者一直认为，SolidWorks取得今天的成就，能够为广大工程技术人员所喜闻乐见，其所集成的CAE模块功不可没。

归宗更名

SolidWorks Simulation的前身是COSMOS，2001年母公司Dassault Systemes收购了COSMOS，并在2003版本中将其与SolidWorks整合。为了统一品牌文化，巩固其CAD软件的定位，SolidWorks公司在去年将COSMOS更名为SolidWorks Simulation，并与SolidWorks 2009一同推出。

在SolidWorks与COSMOS相互集成之前，有限元分析一直走的是CAD建模导入CAE软件前处理工具对模型进行模型简化、网格划分等工作转入CAE软件进行分析计算将计算结果进行后处理的套路。对于相当多甚至于绝大多数分析算例而言，工程师们要将大部分时间花费在模型的前处理上――这是非常繁冗的一项工作。

特别是当设计经验并不够丰富时，在设计方案初始定型阶段，每次微小的改动都需要经过有限元分析后才敢尝试下一步，有时甚至需要反复。传统的流程往往令工程师苦不堪言。

SolidWorks与COSMOS的组合非常有针对性地解决了这个问题。姑且不论COSMOS所采用的FFE（快速有限元）技术对于提高求解速度的贡献，单就其前处理的易用性就为工程师们在方案比较上节约了大量的时间和精力。

连续几年的发展，不难发现，SolidWorks软件中的CAE模块与CAD本体结合得越来越紧密，数据之间的转换也愈来愈平滑，而且作为CAD软件中的一个模块，分析功能也越来越强大。也许这也能解释COSMOS为什么会被更名为SolidWorks Simulation。

界面更新

更名后SolidWorks Simulation果然有较多更新，首先谈谈操作界面的变化。在SolidWorks 2007和2008版本中，COSMOS的算例管理与零件的FeatureManager、PropertyManager、ConfigurationManager等一样，分别占据一个Manager标签。所有算例都成树状列于此管理标签内。

而在2009版本中，SolidWorks Simulation不再作为Manager标签出现在软件中，而是将各算例分别建立标签置于屏幕下方，与模型及运动算例标签平级。这种布局方式的实用之处在于当需要对某个模型进行多样分析时，单独标签更便于算例的查找。同时，这也能更充分地利用屏幕空间，免去频繁地标签切换操作。

不过，当使用者已经习惯于旧版本时，可能需要一定时间来适应新的版本。通常，工程软件更改操作界面的风险很大，这会给使用者带来不稳定的情绪，甚至影响用户升级的信心。因此，操作界面的改变是好是坏，可能还要依使用者的适应性而定。

新功能解难题

新版本新增了对复合壳体的支持，其可以称之为是新版本中最大的亮点之一。

以往，为了处理一个复杂装配体中的蜂窝夹层板（一种三层的复合结构，夹层板两边是薄铝板，中间夹层是树脂制成的蜂窝结构，特点是密度小、强度高），工程师备受折磨。如果处理成壳体结构，只能将整个装配体模型都导入到传统CAE前处理软件中才能模拟出多层的结构，但由于装配体较为复杂，这种做法会耗费大量的时间，不能满足项目的计划要求。或者在SolidWorks中处理成为实体结构，但也不行。因为板厚这个尺寸相对于整个装配体尺寸非常小，差异很大，又无法划分网格。

复合壳体功能正是解决这类问题的利器。复合壳体，顾名思义，就是由多层材料复合而成的壳体结构。根据官方信息，SolidWorks Simulation可以支持50层的复合板结构，这个数字对于一般的工程问题来说是足够了。而且，得益于SolidWorks自身完善的图形处理功能，复合壳体的材料方向也可以由软件给出非常直观的视觉效果。

与复合壳体一样具备高实用性的另一个新增功能是变形几何体功能。它实际上是将模型的变形分析结果作为几何体信息保存下来，也就是说，SolidWorks现在可以将SolidWorks Simulation分析出来的受力变形的零件保存为另一个零件。

这对于很多需要通过零件变形来实现一定功能的产品来讲是非常有价值的。它可以帮助工程师轻松地计算出需要多大的力来使零件变形从而达到设计的需要。

在做有限元分析时，一个比较耗费精力的工作是刚体的建立和远程质量的添加。建立刚体时需要对模型进行很多简化，还要确定刚体与柔性体的连接形式。而远程质量建立时除了需要对CAE模型进行简化外，还需要同时在CAD和CAE模型中建立相同的坐标系并在这个坐标系下测出被视为质量点的模型的质量特性。

这就需要将CAD和CAE两个模型不断地倒来倒去，零件多了就会让人头晕目眩。SolidWorks Simulation将远程质量/刚体功能进行大幅改进，可以直接将实体作为刚体进行处理。这样既不需要对装配体做过多的修改，也无需进行复杂的质量特性处理，进一步提升了工程师的工作效率。

解算速度为何提升

试用软件的硬件环境是一台64位工作站，但并没有安装64位操作系统，也就是说，软件的运行环境仍是32位。

测试结果出人意料，SolidWorks 2008和2009版本对同一问题（同样规模）的解算速度表现出极大差异。旧版本需要10分钟解算时间的频率分析问题，在2009版本下只需一半时间就可完成。

SolidWorks 2009“新增功能集锦”这样写道：“资源消耗大的频率和扭曲算例现在可以利用64位机器中的扩充内存来提升性能以处理大型问题。”但这似乎不能解释为何在32位操作系统下，性能也能如此大幅度地提升。笔者猜测，新版本软件对内存的调用得到了改善，即使在32位操作系统下，也可以比旧版本更多更有效率地调用内存资源，因此获得了相应的性能提升。

不知这是否还意味着，如果在64位操作系统下，新版本的解算速度还有可能提高。计算机世界实验室近期已经着手进行相关的性能测试，请有兴趣的读者关注后续报道。

升级有代价

可以说，SolidWorks的每一个新版本都在进步，特别是功能的丰富和改进。但随着软件复杂程度的提高，体积也越来越庞大，这直接导致软件的启动速度越来越慢。

为了运行新版本软件，就不得不对硬件进行升级。如今，大多数工作站所配置的内存容量已经不是瓶颈，影响软件启动速度的关键是磁盘的读写性能。也许配置高端SSD可以有效解决启动速度慢的问题，但似乎并不值得。

其实，软件层面的解决办法也未必没有。例如，借鉴SpeedPak的原理，将材质渲染、背景渲染、运动分析等一些不常用的功能插件化，用户可以设定让它们不与软件一起启动―这似乎就能直接减少软件启动时导入文件的数量。

当然，硬件和软件的发展是相辅相成的，过分地追求运行性能也是不现实的。只是希望SolidWorks要学习Mac OS的实而精，而不是Windows的大而全，这样才能更好地让工程师专注于设计，让这根“冰棍”越来越对客户的胃口。