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SolidWorks Simulation图解应用教程(一)


SolidWorks Simulation 图解应用教程(一)
SolidWorks Simulation 作为 SolidWorks COSMOSWorks 的新名称,是与 SolidWorks 完全集 成的设计分析系统。它提供了单一屏幕解决方案来进行应力分析、频率分析、扭曲分析、热 分析和优化分析, 凭借着快速解算器的强有力支持, 使用户能够使用个人计算机快速解决大

型问题。SolidWorks Simulation 提供了多种捆绑包,可满足各项分析需要。 为什么要分析? 为什么要分析 在我们完成了产品的建模工作之后, 需要确保模型能够在现场有效地发挥作用。 如果缺 乏分析工具, 则只能通过昂贵且耗时的产品开发周期来完成这一任务。 一般产品开发周期通 常包括以下步骤: 1)建造产品模型;2)生成设计的原型;3)现场测试原型;4)评估现场测试的结 果;5)根据现场测试结果修改设计。这一过程将一直继续、反复,直到获得满意的解决方案 为止。而分析可以帮助我们完成以下任务:1)在计算机上模拟模型的测试过程来代替昂贵的 现场测试,从而降低费用;2)通过减少产品开发周期次数来缩短产品上市时间;3)快速测试许 多概念和情形,然后做出最终决定。这样,我们就有更多的时间考虑新的设计,从而快速改 进产品。 SolidWorks Simulation 作为 SolidWorks COSMOSWorks 的新名称,是与 SolidWorks 完 全集成的设计分析系统。 它提供了单一屏幕解决方案来进行应力分析、 频率分析、 扭曲分析、 热分析和优化分析, 凭借着快速解算器的强有力支持, 使用户能够使用个人计算机快速解决 大型问题。SolidWorks Simulation 提供了多种捆绑包,可满足各项分析需要。 为了使读者能更详尽地了解 SolidWorks Simulation 的分析应用功能,从本期开始,我 们将分期介绍其强大的分析功能。 一、线性静态分析 当载荷作用于物体表面上时,物体发生变形,载荷的作用将传到整个物体。外部载荷会 引起内力和反作用力,使物体进入平衡状态。 线性静态分析有两个假设: 1)静态假设。所有载荷被缓慢且逐渐应用,直到它们达到其完全量值。在达到完全量 静态假设。 静态假设 值后,载荷保持不变(不随时间变化)。 2)线性假设。载荷和所引起的反应力之间关系是线性的。例如,如果将载荷加倍,模 线性假设。 线性假设 型的反应(位移、应变及应力)也将加倍。 1.打开 SolidWorks 软件 打开 单击“开始”→“所有程序”→“SolidWorks 2009”→“SolidWorks 2009 x64 Edition SP3.0”, 打开软件或单击桌面快捷图标 打开软件,如图 1 所示。

(你的电脑图标可能是这个样式: “开始”→“所有程序”→“Solidworks 2009”→“Solidworks 2009 SP0.0”,结果是相同的。) 1)单击“新建”按钮 。

图 1 软件打开界面 2)在弹出的“新建 Solidworks 文件”对话框中单击“零件”按钮,然后单击“确定”按钮,如 图 2 所示。

图 2 新建文件对话框 2.新建如图 3 所示零件 新建如图

图 3 建立的零件模型 3.打开 SolidWorks Simulation 插件 打开 1)单击工具栏中 示。 按钮的右侧小三角,在下级菜单中单击“插件…”按钮,如图 4 所

图 4 打开插件 2)在弹出的“插件”对话框中勾选“SolidWorks Simulation”左侧的选框,单击“确定”按钮, 如图 5 所示。如果想要在 SolidWorks 软件启动时自动加载该插件,则将右侧的选框也勾选, 一般建议只勾选左侧选框,这样可提高 SolidWorks 的启动速度,在我们需要用该插件时再 另行启动它。

图 5 勾选要启动的插件 3)稍候我们即可看到“SolidWorks Simulation”插件启动成功,如图 6 所示。单击 “Simulation”标签,切换到该插件的命令管理器页。

图 6 插件启动成功

4.进行线性静态分析 进行线性静态分析 1)如图 7 所示,单击“算例”按钮 下方的小三角,在下级菜单中单击“新算例”按钮。

在左侧特征管理树中出现如图 8 所示的对话框。

图 7 新建算例

图 8 Simulation 插件可进行的分析项目 2)在“名称”栏中,可输入你所想设定的分析算例的名称。在“类型”栏中,我们可以清楚 看到 SolidWorks Simulation 所能进行的分析种类,这里我们选择的是“静态”按钮(该按钮默 认即为选中状态)。在上述两项设置完成后单击确定按钮 (确定按钮在特征树的左上角

及绘图区域的右上角各有一个)。我们可以发现,插件的命令管理器发生了变化,如图 9 所 示。

图 9 打开算例后的命令面板 3)单击“应用材料”按钮 ,出现“材料”对话框,如图 10 所示。在对话框中选中“自库

文件”,并在右侧的下拉菜单中选中“solidworks materials”项,然后再单击“钢”左边的加号并 在展开的材料中选择“合金钢”。合金钢的机械属性出现在对话框右侧的“属性”标签中,如图 11 所示。然后单击“确定”按钮完成材料的指定。

图 10 材料编辑器

图 11 选择合金钢材料

4)单击“夹具”按钮

下方的小三角,并单击下级菜单中的“固定几何体”按钮,此时在

左侧的特征树中出现对话框。在图形区域单击凸台的端面(见图 12),面<1>出现在“夹具的 面、边线、顶点” 框内 ,并单击“确定”按钮 ,如图 13 所示。此时在 Simulation 算

例树的夹具文件夹中生成一个名为“夹具-1”的图标,如图 14 所示。

图 12 选择凸台端面

图 13 选择面后的对话框

图 14 完成夹具指定

5)单击“外部载荷”按钮

下方的小三角,并单击下级菜单中的“压力”按钮

。在图形 , 并按如

区域中单击如图 15 所示的四个端面, 面<1>~面<4>出现在“压强的面” 框内 图 16 所示设置后单击“确定”按钮 。

图 15 选择四个端面

图 16 压力及单位的设置 6)单击“运行”按钮 例树中结果 文件夹。 ,稍候即可完成分析过程,并将分析结果显示在 Simulation 算

5.查看分析结果 查看分析结果 (1)von Mises 应力图解 1)在 Simulation 算例树中,打开结果 文件夹。 2)双击“应力 1(-von Mises-)”以显示图解,如图 17 所示。

图 17 查看 von Mises(对等)应力 (2)合力位移图解 文件夹。 1)在 Simulation 算例树中,打开结果 2)双击“位移 1(-合位移-)”以显示图解,如图 18 所示。

图 18 查看合力位移 (3)对等要素应变图解 1)在 Simulation 算例树中,打开结果 文件夹。 2)双击“应变 1(-等量-)”以显示图解,如图 19 所示。

图 19 查看对等要素应变 (4)模型的安全系数分布 1)在 Simulation 算例树中右键单击结果 文件夹,然后选择“定义安全系数图解”,如 图 20 所示。左侧特征树显示“安全系数”对话框,如图 21 所示。

图 20 定义安全系数图解

图 21 安全系数 2)将“准则” 项设为“最大 von Mises 应力”,如图 22 所示。单击“下一步”按钮 。

图 22 准则设置 3)将“设定应力极限到”设置为“屈服力”,如图 23 所示。单击“下一步”按钮 。

图 23 应力极限设置 4)选中“安全系数分布”项,如图 24 所示。单击“确定”按钮 。

图 24 选中安全系数分布 5)显示模型的安全系数分布图解,如图 25 所示。由图解可以看出,该零件上没有显示 红色的区域,说明它的安全系数大于 1。实际上,该零件可以采用强度稍差的材料或是修正 部分尺寸等措施来降低安全系数,后续课程再行讲解。

图 25 评估设计的安全性 6.生成算例报告 生成算例报告 1)在命令管理器中单击”报表”按钮 ,如图 26 所示。

图 26 报表按钮 2)在弹出的“报表选项”对话框中,如图 27 所示,在“包括的部分”中选取“接头定义”,然 后单击 按钮将此项移动到“可用部分”中,这意味着此项将不包括在报告中,同理,可

将不想出现在报告中的项目作相同动作。同样的,可以选中“可用部分”中的任意一项进行下 一步设置,如选中“封面”项,则在“部分属性”中可进行评论、徵标、作者和公司等的设置; 另外还可在对话框上方的“报表样式”中指定报表的样式,以及在下方的“文档设置”中指定报 表的名称、格式及保存路径。设置完成后单击“出版”按钮完成零件的分析过程。

图 27 报表选项对话框


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