SolidWorks Simulation圖解應(yīng)用教程.doc

SolidWorks Simulation圖解應(yīng)用教程（一） 2009-08-26 17:19:03作者：浙江金華技師學(xué)院 方顯明來源：智造網(wǎng)助力中國制造業(yè)創(chuàng)新 在我們完成了產(chǎn)品的建模工作之后，需要確保模型能夠在現(xiàn)場有效地發(fā)揮作用。如果缺乏分析工具，則只能通過昂貴且耗時的產(chǎn)品開發(fā)周期來完成這一任務(wù)。一般產(chǎn)品開發(fā)周期通常包括以下步驟：1)建造產(chǎn)品模型；2)生成設(shè)計(jì)的原型；3)現(xiàn)場測試原型；4)評估現(xiàn)場測試的結(jié)果；5)根據(jù)現(xiàn)場測試結(jié)果修改設(shè)計(jì)。這一過程將一直繼續(xù)、反復(fù)，直到獲得滿意的解決方案為止。而分析可以幫助我們完成以下任務(wù)：1)在計(jì)算機(jī)上模擬模型的測試過程來代替昂貴的現(xiàn)場測試，從而降低費(fèi)用；2)通過減少產(chǎn)品開發(fā)周期次數(shù)來縮短產(chǎn)品上市時間；3)快速測試許多概念和情形，然后做出最終決定。這樣，我們就有更多的時間考慮新的設(shè)計(jì)，從而快速改進(jìn)產(chǎn)品。 為什么要分析?在我們完成了產(chǎn)品的建模工作之后，需要確保模型能夠在現(xiàn)場有效地發(fā)揮作用。如果缺乏分析工具，則只能通過昂貴且耗時的產(chǎn)品開發(fā)周期來完成這一任務(wù)。一般產(chǎn)品開發(fā)周期通常包括以下步驟：1)建造產(chǎn)品模型;2)生成設(shè)計(jì)的原型;3)現(xiàn)場測試原型;4)評估現(xiàn)場測試的結(jié)果;5)根據(jù)現(xiàn)場測試結(jié)果修改設(shè)計(jì)。這一過程將一直繼續(xù)、反復(fù)，直到獲得滿意的解決方案為止。而分析可以幫助我們完成以下任務(wù)：1)在計(jì)算機(jī)上模擬模型的測試過程來代替昂貴的現(xiàn)場測試，從而降低費(fèi)用;2)通過減少產(chǎn)品開發(fā)周期次數(shù)來縮短產(chǎn)品上市時間;3)快速測試許多概念和情形，然后做出最終決定。這樣，我們就有更多的時間考慮新的設(shè)計(jì)，從而快速改進(jìn)產(chǎn)品。SolidWorks Simulation作為SolidWorks COSMOSWorks的新名稱，是與SolidWorks完全集成的設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)。它提供了單一屏幕解決方案來進(jìn)行應(yīng)力分析、頻率分析、扭曲分析、熱分析和優(yōu)化分析，憑借著快速解算器的強(qiáng)有力支持，使用戶能夠使用個人計(jì)算機(jī)快速解決大型問題。SolidWorks Simulation提供了多種捆綁包，可滿足各項(xiàng)分析需要。為了使讀者能更詳盡地了解SolidWorks Simulation的分析應(yīng)用功能，從本期開始，我們將分期介紹其強(qiáng)大的分析功能。一、線性靜態(tài)分析當(dāng)載荷作用于物體表面上時，物體發(fā)生變形，載荷的作用將傳到整個物體。外部載荷會引起內(nèi)力和反作用力，使物體進(jìn)入平衡狀態(tài)。線性靜態(tài)分析有兩個假設(shè)：1)靜態(tài)假設(shè)。所有載荷被緩慢且逐漸應(yīng)用，直到它們達(dá)到其完全量值。在達(dá)到完全量值后，載荷保持不變(不隨時間變化)。2)線性假設(shè)。載荷和所引起的反應(yīng)力之間關(guān)系是線性的。例如，如果將載荷加倍，模型的反應(yīng)(位移、應(yīng)變及應(yīng)力)也將加倍。1.打開SolidWorks軟件單擊“開始”“所有程序”“SolidWorks 2009”“SolidWorks 2009 x64 Edition SP3.0”，打開軟件或單擊桌面快捷圖標(biāo) 打開軟件，如圖1所示。(你的電腦圖標(biāo)可能是這個樣式：“開始”“所有程序”“Solidworks 2009”“Solidworks 2009 SP0.0”，結(jié)果是相同的。)1)單擊“新建”按鈕 。圖1 軟件打開界面2)在彈出的“新建Solidworks文件”對話框中單擊“零件”按鈕，然后單擊“確定”按鈕，如圖2所示。圖2 新建文件對話框2.新建如圖3所示零件圖3 建立的零件模型3.打開SolidWorks Simulation插件1)單擊工具欄中 按鈕的右側(cè)小三角，在下級菜單中單擊“插件”按鈕，如圖4所示。圖4 打開插件2)在彈出的“插件”對話框中勾選“SolidWorks Simulation”左側(cè)的選框，單擊“確定”按鈕，如圖5所示。如果想要在SolidWorks軟件啟動時自動加載該插件，則將右側(cè)的選框也勾選，一般建議只勾選左側(cè)選框，這樣可提高SolidWorks的啟動速度，在我們需要用該插件時再另行啟動它。圖5 勾選要啟動的插件3)稍候我們即可看到“SolidWorks Simulation”插件啟動成功，如圖6所示。單擊“Simulation”標(biāo)簽，切換到該插件的命令管理器頁。圖6 插件啟動成功4.進(jìn)行線性靜態(tài)分析1)如圖7所示，單擊“算例”按鈕 下方的小三角，在下級菜單中單擊“新算例”按鈕。在左側(cè)特征管理樹中出現(xiàn)如圖8所示的對話框。圖7 新建算例圖8 Simulation插件可進(jìn)行的分析項(xiàng)目2)在“名稱”欄中，可輸入你所想設(shè)定的分析算例的名稱。在“類型”欄中，我們可以清楚看到SolidWorks Simulation所能進(jìn)行的分析種類，這里我們選擇的是“靜態(tài)”按鈕(該按鈕默認(rèn)即為選中狀態(tài))。在上述兩項(xiàng)設(shè)置完成后單擊確定按鈕 (確定按鈕在特征樹的左上角及繪圖區(qū)域的右上角各有一個)。我們可以發(fā)現(xiàn)，插件的命令管理器發(fā)生了變化，如圖9所示。圖9 打開算例后的命令面板3)單擊“應(yīng)用材料”按鈕 ，出現(xiàn)“材料”對話框，如圖10所示。在對話框中選中“自庫文件”，并在右側(cè)的下拉菜單中選中“solidworks materials”項(xiàng)，然后再單擊“鋼”左邊的加號并在展開的材料中選擇“合金鋼”。合金鋼的機(jī)械屬性出現(xiàn)在對話框右側(cè)的“屬性”標(biāo)簽中，如圖11所示。然后單擊“確定”按鈕完成材料的指定。圖10 材料編輯器圖11 選擇合金鋼材料4)單擊“夾具”按鈕 下方的小三角，并單擊下級菜單中的“固定幾何體”按鈕，此時在左側(cè)的特征樹中出現(xiàn)對話框。在圖形區(qū)域單擊凸臺的端面(見圖12)，面出現(xiàn)在“夾具的面、邊線、頂點(diǎn)” 框內(nèi)，并單擊“確定”按鈕 ，如圖13所示。此時在Simulation算例樹的夾具文件夾中生成一個名為“夾具-1”的圖標(biāo)，如圖14所示。圖12 選擇凸臺端面 圖13 選擇面后的對話框圖14 完成夾具指定5)單擊“外部載荷”按鈕 下方的小三角，并單擊下級菜單中的“壓力”按鈕 。在圖形區(qū)域中單擊如圖15所示的四個端面，面面出現(xiàn)在“壓強(qiáng)的面” 框內(nèi)，并按如圖16所示設(shè)置后單擊“確定”按鈕 。圖15 選擇四個端面圖16 壓力及單位的設(shè)置6)單擊“運(yùn)行”按鈕 ，稍候即可完成分析過程，并將分析結(jié)果顯示在Simulation 算例樹中結(jié)果 文件夾。5.查看分析結(jié)果(1)von Mises應(yīng)力圖解1)在Simulation算例樹中，打開結(jié)果 文件夾。2)雙擊“應(yīng)力1(-von Mises-)”以顯示圖解，如圖17所示。圖17 查看von Mises(對等)應(yīng)力(2)合力位移圖解1)在Simulation算例樹中，打開結(jié)果 文件夾。2)雙擊“位移1(-合位移-)”以顯示圖解，如圖18所示。圖18 查看合力位移(3)對等要素應(yīng)變圖解1)在Simulation算例樹中，打開結(jié)果 文件夾。2)雙擊“應(yīng)變1(-等量-)”以顯示圖解，如圖19所示。圖19 查看對等要素應(yīng)變(4)模型的安全系數(shù)分布1)在Simulation算例樹中右鍵單擊結(jié)果 文件夾，然后選擇“定義安全系數(shù)圖解”，如圖20所示。左側(cè)特征樹顯示“安全系數(shù)”對話框，如圖21所示。圖20 定義安全系數(shù)圖解 圖21 安全系數(shù)2)將“準(zhǔn)則” 項(xiàng)設(shè)為“最大von Mises應(yīng)力”，如圖22所示。單擊“下一步”按鈕 。圖22 準(zhǔn)則設(shè)置3)將“設(shè)定應(yīng)力極限到”設(shè)置為“屈服力”，如圖23所示。單擊“下一步”按鈕 。圖23 應(yīng)力極限設(shè)置4)選中“安全系數(shù)分布”項(xiàng)，如圖24所示。單擊“確定”按鈕 。圖24 選中安全系數(shù)分布5)顯示模型的安全系數(shù)分布圖解，如圖25所示。由圖解可以看出，該零件上沒有顯示紅色的區(qū)域，說明它的安全系數(shù)大于1。實(shí)際上，該零件可以采用強(qiáng)度稍差的材料或是修正部分尺寸等措施來降低安全系數(shù)，后續(xù)課程再行講解。圖25 評估設(shè)計(jì)的安全性6.生成算例報(bào)告1)在命令管理器中單擊”報(bào)表”按鈕 ，如圖26所示。圖26 報(bào)表按鈕2)在彈出的“報(bào)表選項(xiàng)”對話框中，如圖27所示，在“包括的部分”中選取“接頭定義”，然后單擊 按鈕將此項(xiàng)移動到“可用部分”中，這意味著此項(xiàng)將不包括在報(bào)告中，同理，可將不想出現(xiàn)在報(bào)告中的項(xiàng)目作相同動作。同樣的，可以選中“可用部分”中的任意一項(xiàng)進(jìn)行下一步設(shè)置，如選中“封面”項(xiàng)，則在“部分屬性”中可進(jìn)行評論、徵標(biāo)、作者和公司等的設(shè)置;另外還可在對話框上方的“報(bào)表樣式”中指定報(bào)表的樣式，以及在下方的“文檔設(shè)置”中指定報(bào)表的名稱、格式及保存路徑。設(shè)置完成后單擊“出版”按鈕完成零件的分析過程。圖27 報(bào)表選項(xiàng)對話框SolidWorks Simulation圖解應(yīng)用教程（二）2009-12-31 10:21:52 來源: 作者: 【大 中 小】 瀏覽:478次 評論:0條 在上一期中，我們簡要介紹了應(yīng)用SolidWorks Simulation設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)對模型進(jìn)行線性靜態(tài)分析的過 程。本期我們將用一個實(shí)例來詳細(xì)介紹應(yīng)用S o l i d W o r k s Simulation進(jìn)行零件線性靜態(tài)分析的詳細(xì)步驟，以便讀者進(jìn)一步了解分析要領(lǐng)。 一、軸的線性靜態(tài)分析1.啟動SolidWorks軟件及SolidWorks Simulation插件通過“開始”菜單或桌面快捷方式打開SolidWorks軟件 并新建一零件，然后啟動SolidWorks Simulation插件，如圖1所示。圖1 啟動軟件及Simulation插件2.新建如圖2所示軸圖2 建立的零件模型3.線性靜態(tài)分析1)單擊“S i m u l a t i o n”標(biāo)簽，切換到該插件的命令管 理器頁，如圖3所示。單擊“算例”按鈕 下方的小三角， 在下級菜單中單擊“新算例”按鈕，如圖4所示。在左側(cè)特 征管理樹中出現(xiàn)如圖5所示的對話框。圖3 插件面板圖4 新建算例圖5 選擇分析類型圖6 打開算例后的命令面板圖7 選擇合金鋼材料2)在“名稱”欄中，可 輸入你所想設(shè)定的分析算例的名 稱。我們選擇的是“靜態(tài)”按鈕(該按鈕默認(rèn)即為選中狀態(tài))。 在上述兩項(xiàng)設(shè)置完成后單擊確定 按鈕 。我們可以發(fā)現(xiàn)，插件的 命令管理器發(fā)生了變化，如圖6所 示。3)單擊“應(yīng)用材料”按鈕，出現(xiàn)“材料”對話框。在 對話框中選中“自庫文件”按 鈕，并在右側(cè)的下拉菜單中選中“s o l i d w o r k s m a t e r i a l s”項(xiàng)， 然后再單擊“鋼”左邊的加號， 并在展開的材料中選擇“合金 鋼”。合金鋼的機(jī)械屬性出現(xiàn)在對話框右側(cè)的“屬性”標(biāo)簽中，如圖7所示。然后單擊“確定”按鈕完成材料的指定。如果你所用的合金鋼的性能參數(shù)與軟件自帶的有出入，需要修改的話，則可按下面的方法進(jìn)行。確保你選中了相近的材料，如合金鋼。選中“自定義”單選框，此時對話框右側(cè)的材料屬 性變?yōu)榭删庉嫚顟B(tài)，接下來即可按照實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行更改，如 圖8所示。圖8 自定義材料圖9 保存自定義材料階梯教室修改完成后單擊“保存”按鈕，以保存修改。此時 會彈出“另存為”對話框，如圖9所示。指定保存的路徑及 文件名，單擊“保存”按鈕。 現(xiàn) 在 所自 定 義 的 材 料已 完 成 ， 下 面 又該 如 何 應(yīng) 用 呢?還是在如圖8所示的對話框中選中“自庫文件”單選 框，然后在右側(cè)的下拉菜單中選中你剛才保存的自定義材 料，再在下方的列表中選中自定義的材料，單擊“確定”按鈕完成材料指定，如圖10所示。圖10 選用自定義材料4)單擊“夾具”按鈕 下方的小三角，并單擊下級菜單中的“固定幾何體”按鈕，此時在左側(cè)的特征樹中出現(xiàn)對話框。在圖形區(qū)域單擊右側(cè)上、下兩鍵槽的兩個側(cè)面(見圖11)，“面”面”出現(xiàn)在“夾具的面、邊線、 頂點(diǎn)”框 內(nèi)，并單擊“確定”按鈕 ，如圖12所示。此時在S i m u l a t i o n算例樹的夾具文件夾中生成一個名為“夾具-1”的圖標(biāo)，如圖13所示。5)單擊“外部載荷”按鈕 下方的小三角，并單擊 下級菜單中的“力矩”按鈕。在圖形區(qū)域中單擊如圖14所 示的兩個側(cè)面，”面” ” 面”出現(xiàn)在“力矩的Step by Step面”框 內(nèi)，然后激活“方向的軸、邊線、圓柱面框，選擇如圖15所示的圓柱面，”面”出現(xiàn)在“方向的軸、邊線、圓柱面”框 內(nèi)，并按如圖16所示的設(shè)置后單 擊“確定”按鈕 。(必要時勾選“反向”復(fù)選框，使得圖11 選擇兩鍵槽的側(cè)面圖12 選擇后的對話框圖13 完成夾具指定圖14 選擇鍵槽側(cè)面圖15 選擇圓柱面力矩的方向指向側(cè)面，如圖15所示，然后在確保單位 為“N-m”的情況下輸入力 矩的大小，因?yàn)檎麄€軸的 總力矩是30000Nm，有兩 個面承擔(dān)，所以這里輸入15000Nm。)圖16 力矩的設(shè)定圖17 查看 von Mises(對等)應(yīng)力圖18 查看合力位移圖19 查看對等要素應(yīng)變圖20 定義安全系數(shù)圖解圖21 安全系數(shù)圖22 準(zhǔn)則設(shè)置圖23 應(yīng)力極限設(shè)置圖24 選中安全系數(shù)分布圖25 評估設(shè)計(jì)的安全性圖26 安全系數(shù)在75以下的區(qū)域圖27 編輯定義圖28 修改準(zhǔn)則圖29 修改安全系數(shù)圖解方式圖30 圖解工具命令6)單擊“運(yùn)行”按鈕，稍候即可完成分析過 程，并將分析結(jié)果顯示在 S i m u l a t i o n算例樹中結(jié)果文件夾，如圖17所示。4.查看分析結(jié)果(1)von Mises應(yīng)力圖解1)在S i m u l a t i o n算例樹 中，打開結(jié)果 文件夾。2 ) 雙 擊 “ 應(yīng) 力 1 ( - v o nMises-)”以顯示圖解，如圖17所示。(2)合力位移圖解1)在Simulation算例樹中，打開結(jié)果 文件夾。2)雙擊“位移1(-合位移-)”以顯示圖解，如圖18所示。(3)對等要素應(yīng)變圖解1)在Simulation 算例樹中，打開結(jié)果 文件夾。2)雙擊“應(yīng)變1(-等量-)”以顯示圖解，如圖19所示。(4)模型的安全系數(shù)分布1)在Simulation算例樹中右鍵單擊結(jié)果 文件夾，然后 選擇“定義安全系數(shù)圖解”，如圖20所示。左側(cè)特征樹顯示“安全系數(shù)”對話框，如圖21所示。2)將“準(zhǔn)則 項(xiàng)設(shè)為“最大von Mises應(yīng)力”，如圖22所示。單擊“下一步”按鈕 。3)將“設(shè)定應(yīng)力極限到”項(xiàng)設(shè)為“屈服力”，如圖23所示。單擊“下一步”按鈕 。4)選中“安全系數(shù)分布”項(xiàng)，如圖24所示。單擊“確定”按鈕 。我們可以看到，在圖24的最下方，安全結(jié)果 中列出了基于所選準(zhǔn)則的最小安全系數(shù)為2.24853。5)顯示模型的安全系數(shù)分布圖解，如圖25所示。(5)編輯安全系數(shù)圖解階梯教室在圖26中顯示出了安全系數(shù)在75以下的區(qū)域，即圖中 的紅色區(qū)域，而藍(lán)色區(qū)域則是安全系數(shù)在75以上的區(qū)域。那 么，我們在已經(jīng)完成了圖24的圖解后如何更改呢?在Simulation算例樹中的結(jié)果 文件夾中右擊“安全系數(shù)1(-安全系數(shù)-)”，在快捷菜單中單擊“編輯定義”，如圖27所示。則又重新回到圖22的步驟，你可以修改安全準(zhǔn) 則等信息，如圖28所示。然后單擊“下一步”按鈕 ，直到第三步，改為如圖29所示，然后單擊“確定”按鈕，即可得到如圖26所示的安全系數(shù)圖解。(6)模型的最大切應(yīng)力1)雙擊“應(yīng)力1 (-von Mises-)”以顯示von Mises應(yīng)力 圖解，如圖17所示。2)在命令管理器中單擊“圖解工具”按鈕 右側(cè)的小三 角，在下級菜單中單擊“Iso剪裁”按 ，如圖30所示。3)出現(xiàn)如圖31所示的對話框。往右拖動圖示小滑標(biāo)，Step by Step可發(fā)現(xiàn)圖解中的變化，直至完全消失為止。往右拖動表示應(yīng) 力不斷增大，圖解只顯示大于當(dāng)前應(yīng)力值的部分，可以比較 與圖32的不同。當(dāng)前的應(yīng)力值是第四強(qiáng)度理論應(yīng)力，即V o n mises等效應(yīng)力作為衡量應(yīng)力水平的主要指標(biāo)。Von mises應(yīng) 力是正應(yīng)力和剪切應(yīng)力的組合，常用來描繪聯(lián)合作用的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。那我們該如何來查看和工程力學(xué)中的計(jì)算公式相 一致的切應(yīng)力的結(jié)果呢?圖31 Iso剪裁圖32 Iso剪裁后的圖解圖33 編輯應(yīng)力定義4)在Simulation算例樹中的結(jié)果 文件夾中右擊“應(yīng)力1(-von Mises-)”，在快捷菜單中單擊“編輯定義”，如圖33所示。5)在如圖34所示的對話框中作如下設(shè)置：圖34 定義應(yīng)力圖解圖35 YZ 基準(zhǔn)面上Y 方向的切應(yīng)力將1處設(shè)置為“TXY:YZ 基準(zhǔn)面上的 Y 方向抗剪應(yīng)力”;將2處設(shè)置為“N/mm2(MPa)”;將3處設(shè)置為“零件的基準(zhǔn)軸”(在圖中選擇)。 然后單擊“確定”按鈕 ，新的圖解如圖35所示。6)然后對其做新的“ISO剪裁”，結(jié)果如圖36所示。圖36 定義應(yīng)力圖解接下來我們按公式進(jìn)行計(jì)算，看結(jié)果如何。按照切應(yīng)力的計(jì)算公式： =T /W n 可得 =300001000/(1203/16)=88.5(Mpa)?？梢钥吹?，兩者的結(jié)果非常接近。5.生成算例報(bào)告至此，完成了軸的線性靜態(tài)分析。SolidWorks Simulation圖解應(yīng)用教程（三）2009-12-31 10:21:57 來源: 作者: 【大 中 小】 瀏覽:274次 評論:0條 一、軸承的線性靜態(tài)分析1.啟動SolidWorks軟件及SolidWorks Simulation插件通過開始菜單或桌面快捷方式打開SolidWorks軟件并新 建一個零件，然后啟動SolidWorks Simulation插件，如圖1 所示。2.分別新建如圖2圖5所示零件3.裝配軸承并按如圖6所示建立簡化(即半剖)配置圖1 啟動軟件及Simulation插件圖2 內(nèi)圈及將內(nèi)表面水平分割為兩部分圖3 外圈4.線性靜態(tài)分析(1)準(zhǔn)備工作。 因?yàn)楸纠覀儗⒔o軸承添加一軸承載荷，根據(jù)軸承載荷的特點(diǎn)，需作如下準(zhǔn)備工作。1)將軸承內(nèi)圈內(nèi)表面分割為上、下兩部分，如圖2所示;2)將滾動體表面也分為上、下兩部分(因?yàn)楹罄m(xù)的約 束會用到);3)建立如圖7所示坐標(biāo)系(后續(xù)載荷指定會用到);4)建立如圖8所示的基準(zhǔn)面(約束滾動體會用到)，最 后激活半剖配置。(2)單擊“S i m u l a t i o n”標(biāo)簽，切換到該插件的命令管理器頁，如圖9所示。單擊“算例”按鈕 下方的小三角，在下級菜單中單擊“新算例”按鈕，如圖10所示，在左側(cè)特征管理樹中出現(xiàn)如圖11所示的對話框。圖4 滾動體及將表面水平分割為兩部分圖5 保持架圖6 裝配軸承并建立半剖配置(3)在“名稱”欄中，可輸入您所想設(shè)定的分析算例的 名稱。我們選擇的是“靜態(tài)”按鈕(該按鈕默認(rèn)即為選中狀 態(tài))。在上述兩項(xiàng)設(shè)置完成后單擊“確定”按鈕。我們 可以發(fā)現(xiàn)，插件的命令管理器發(fā)生了變化，如圖12所示。( 4 ) 指定各個零件不同的材質(zhì)。單擊“ 零件 ”前的“+”號，展開所有零件，如圖13所示，然后“右鍵”單擊“保持架-1”，如圖14所示，在快捷菜單中選擇“應(yīng)用/編 輯材料”命令。在“材料”對話框中選擇“A I S I 1020”， 該材料的機(jī)械屬性出現(xiàn)在對話框右側(cè)的“屬性”標(biāo)簽中。如 圖15所示，然后單擊“確定”按鈕完成材料的指定。如果你所用材料的性能參數(shù)與軟件自帶的有出入，可 按上期方法進(jìn)行設(shè)定，本期不再重復(fù)。同樣按上述方法，賦予滾動體、內(nèi)外圈的材料為：鍍鉻不銹鋼(均在鋼的下級目錄中)。圖7 建立坐標(biāo)系圖8 建立基準(zhǔn)面圖9 插件面板圖10 新建算例圖11 選擇分析類型圖12 打開算例后的命令面板注：實(shí)際分析時請按實(shí)際的軸承用鋼進(jìn)行，分析方法 不變。(5)添加約束。1)單擊“夾具”按鈕下方的小三角，并單擊下級菜 單中的“固定幾何體”按鈕，此時在左側(cè)的特征樹中出現(xiàn) 對話框。在圖形區(qū)域單擊外圈的外圓柱(見圖16)，“面外圈-1”出現(xiàn)在“夾具的面、邊線、頂點(diǎn)”框內(nèi)， 并單擊“確定”按鈕，如圖17所示。圖13 展開所有零件圖14 給單個零件應(yīng)用材料圖15 應(yīng)用材圖16 選擇外圓柱面圖17 選擇后的對話框2)單擊“夾具”按鈕下方的小三角，并單擊下級菜 單中的“固定幾何體”按鈕，此時在左側(cè)的特征樹中出現(xiàn)對 話框。單擊“高級”，展開“高級”面板，如圖18所示。單擊“在圓柱面上”按鈕 ，在圖形區(qū)域單擊內(nèi)圈的內(nèi)圓柱 面(見圖19)，然后再在“平移”面板中分別單擊“圓周”按鈕 (限制圓周方向的運(yùn)動)和“軸向”按鈕(限 制軸向的運(yùn)動)，并設(shè)定后面的數(shù)據(jù)為0，如圖20所示。單擊“確定”按鈕 。3)類似于上一步驟，添加新的夾具。在高級面板上單擊“使用參考幾何體”按鈕 ，在圖形區(qū)域單擊滾動體的 兩個半球面及基準(zhǔn)面6，如圖21所示，然后再在“平移”面板中分別單擊“沿基準(zhǔn)面方向1”按鈕 和“沿基準(zhǔn)面方向2”按鈕 (用于限制沿平面方向的運(yùn)動)，并設(shè)定后面 的數(shù)據(jù)為0，如圖22所示，單擊“確定”按鈕 。同理添加 其他滾動體與相應(yīng)基準(zhǔn)面之間的約束，如圖23所示。4)類似于步驟1，添加如圖24所示四個點(diǎn)的“固定幾何 體”約束。圖18 高級面板圖19 選擇內(nèi)圈圓柱面圖20 約束設(shè)置圖21 選擇滾動體及基準(zhǔn)面 圖22 約束設(shè)置5)類似于步驟2，添加如圖25所示的六個面的“對稱”約束，因?yàn)樵撗b配體具有對稱關(guān)系，所以我們可以只分析一半，因此這里添加一個對稱的約束。(6)單擊“外部載荷”按鈕 下方的小三角，并單擊下 級菜單中的“軸承載荷”按鈕 。在圖形區(qū)域中單擊如圖26所示的內(nèi)圈內(nèi)圓柱面，“面內(nèi)圈-1”出現(xiàn)在“軸承載荷的圓柱面” 框內(nèi)，然后激活“選擇坐標(biāo)系 框， 在特征樹中選擇“坐標(biāo)系2”，“坐標(biāo)系2”出現(xiàn)在“選擇坐 標(biāo)系”框內(nèi)，然后再按圖27設(shè)置軸承載荷后單擊“確定”按鈕 (在這里我們在Y 方向上向下施加12,000N的力)。(7)如圖28所示，右擊“連結(jié)”下的“全局接觸：接合”“編輯定義”，在彈出的對話框中將接觸面設(shè)置為“自由(無交互作用)”后單擊“確定” 按鈕，如圖29 所示。圖23 添加其他約束圖24 選擇滾動體及基準(zhǔn)面圖25 添加對稱約束圖26 選擇圓柱面圖27 設(shè)置軸承載荷(8)在命令管理器中單擊“連接”按鈕 下方的小三 角，并單擊下級菜單中的“相觸面組”按 鈕。在出現(xiàn)的 對話框中激活 “組1的面、邊線、頂點(diǎn)”，在圖形區(qū)域 中單擊如圖30所示的內(nèi)圈外圓柱面，然后激活 “組2的面”，在圖形區(qū)域中單擊如圖30所示的滾動體半球面。設(shè)置完成后單擊“確定” 按鈕，如圖31所示。同理設(shè)置外圈 內(nèi)滾道與滾動體另半球的“相觸面組”約束，局部的相觸面組約束將替代全局接觸。(9)右擊如圖32所示的“網(wǎng)格”，在快捷菜單中單擊“ 生成網(wǎng)格”命令，在左側(cè)特征樹中按圖33所示設(shè)置 完成后單擊確定按鈕，系統(tǒng)將模型網(wǎng)格化，結(jié)果如圖34 所示。在圖33網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置中，參數(shù)一般可用系統(tǒng)自動計(jì) 算的結(jié)果，有特別要求的可自行修改上述參數(shù)。圖28 編輯定義圖29 設(shè)置接觸面圖30 選擇內(nèi)圈滾道及滾動體半球面圖31 設(shè)置連接圖32 選擇生成網(wǎng)格命令 圖33 設(shè)置網(wǎng)格參數(shù)(10)單擊“運(yùn)行”按鈕，稍候即可完成分析過程，并 將分析結(jié)果顯示在“Simulation”算例樹中結(jié)果 文件夾。5.查看分析結(jié)果(1)von Mises應(yīng)力圖解，如圖35所示，爆炸圖解如圖36所示。(爆炸狀態(tài)需在分析前設(shè)置完成，在分析完成后顯示爆炸視圖即可。)圖34 網(wǎng)格化圖35 查看von Mises(對等)應(yīng)力圖36 查看爆炸狀態(tài)下von Mises(對等)應(yīng)力(2)合力位移圖解，如圖37所示，爆炸圖解如圖38所示。(3)對等要素應(yīng)變圖解，圖略。(4)模型的安全系數(shù)分布。1)在Simulation算例樹中右鍵單擊結(jié)果 文件夾，然后 選擇“定義安全系數(shù)圖解”，如圖39所示。左側(cè)特征樹顯示“安全系數(shù)”對話框，如圖40所示。2)將“準(zhǔn)則 項(xiàng)設(shè)為“最大von Mises應(yīng)力”，如圖41所示。單擊“下一步”按鈕。3)將“設(shè)定應(yīng)力極限到”項(xiàng)設(shè)為“屈服力”，如圖42所示。單擊“下一步”按鈕 。4)選中“安全系數(shù)分布”項(xiàng)，如圖43所示。單擊“確定”按鈕 。我們可以看到，在圖43的最下方，安全結(jié)果 中列出基于所選準(zhǔn)則的最小安全系數(shù)為0.0661923。5)顯示模型的安全系數(shù)分布圖解，如圖44所示。(5)編輯安全系數(shù)圖解。 在圖45中顯示出了安全系數(shù)在1以下的區(qū)域，即圖中的紅色區(qū)域，而藍(lán)色區(qū)域則是安全系數(shù)在1以上的區(qū)域。圖37 查看合力位移圖解圖38 查看爆炸狀態(tài)下合力位移圖39 定義安全系數(shù)圖解圖40 安全系數(shù)圖41 準(zhǔn)則設(shè)置圖42 設(shè)置應(yīng)力極限圖43 選中安全系數(shù)分布圖44 評估設(shè)計(jì)的安全性圖45 安全系數(shù)在1以下的區(qū)域6.生成算例報(bào)告至此，我們完成了軸承的線性靜態(tài)分析。SolidWorks Simulation圖解應(yīng)用教程（四）2009-12-31 10:21:58 來源: 作者: 【大 中 小】 瀏覽:306次 評論:0條 一、橫梁的力學(xué)分析在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，各種機(jī)器設(shè)備和工程結(jié)構(gòu)都是由若干個構(gòu)件組成的。這些構(gòu)件在工作中都要受到各種力的作用，應(yīng)用靜力學(xué)的知識，我們可以分析計(jì)算這些構(gòu)件所受到的外力情況。為保證機(jī)器設(shè)備和工程結(jié)構(gòu)在外力作用下能安 全可靠地工作，就必須要求組成它的每個構(gòu)件均具有足夠的 承受載荷的能力。通過材料力學(xué)的知識，研究構(gòu)件在外力作用下的變形、 受力和破壞的規(guī)律，保證構(gòu)件能夠在正常、安全的工作前提下 最經(jīng)濟(jì)地使用材料，為構(gòu)件選用合理的材料，確定合理的截面形狀和尺寸。為了保證工程結(jié)構(gòu)在載荷作用下正常工作，要求每個構(gòu)件均具有足夠的承受載荷的能力。下面我們用橫梁的力學(xué)研究來展示實(shí)際分析過程(這里僅介紹分析的方法，所有的數(shù)據(jù)均是假設(shè))。1.新建圖1所示零件1)在前視基準(zhǔn)面上做高度為15mm、寬度為5mm的矩形，并 拉伸180mm，如圖1a所示。2)單擊“鏡向”按鈕，按如圖1b(注意去掉“合并 實(shí)體”選項(xiàng))所示設(shè)置后單擊“確定”按鈕，完成實(shí)體鏡像，結(jié)果如圖1c所示。注意：此時為兩個實(shí)體。2.靜態(tài)分析1 ) 啟動“SolidWorks Simulation ” 插件，單擊“S i m u l a t i o n”標(biāo)簽，切換到該插件的命令管理器頁，如圖2所示。2)如圖3所示，單擊“算例”按鈕下方的小三角，在下級菜單中單擊“新算例”按鈕。在左側(cè)特征管理樹中出現(xiàn)如圖4所示的對話框。3)在“名稱”欄中，可輸入你所想設(shè)定的分析算例的名稱。 在“類型”欄中，我們可以清楚 地看到SolidWorks Simulation所能 進(jìn)行的分析種類，這里我們選擇 的是“靜態(tài)”按鈕。在上述兩項(xiàng) 設(shè)置完成后單擊“確定”按鈕(確定按鈕在特征樹的左上角及繪圖區(qū)域的右上角各有一個)。 我們可以發(fā)現(xiàn)，插件的命令管理 器發(fā)生了變化，如圖5所示。4)在Simulatio n算例樹中， 展開“零件2 ”，用右鍵單擊“S o l i d B o d y 1”并選擇“視 為橫梁”;同理，用右鍵單擊“SolidBody 2”并選擇“視為橫 梁”，如圖6所示。注意：此時，左側(cè)的特征樹發(fā)生了變化，多出了一項(xiàng)，如圖7所示。用右鍵單擊“結(jié)點(diǎn)組”，然后選擇“編輯”，出現(xiàn)如圖8所示的屬性 面板。單擊“計(jì)算”按鈕，在結(jié)果欄中將出現(xiàn)三個接點(diǎn)，單擊“確定”按鈕完成。 接點(diǎn)可在橫梁的自由端以及兩個或多個橫梁相遇或相交之處的每個位置自動識別出，夾具只應(yīng)用到接點(diǎn)。5)右鍵單擊“零件2”，選擇“應(yīng)用材料到所有實(shí)體”項(xiàng)，如圖9所示。在SolidWorks庫中選擇“合金鋼”材料。6)在鉸接處將夾具添加到橫梁自由端。一端有個銷釘，另一端有滾柱。a)單擊“夾具”按鈕下方的小三角，并單擊下級菜單中的“固定幾何體”按鈕，此時在左側(cè)的特征樹中出現(xiàn)對話框，選中“不可移動(無平移)”按鈕，在圖形區(qū)域單擊圖示接點(diǎn)(如圖10所示)，所選的接點(diǎn)出現(xiàn)在“鉸接”框內(nèi)，并單擊“確定”按鈕。此時在Simulation算例樹的夾具 文件夾中生成一個名為“夾具-1”的圖標(biāo)。b)單擊“夾具”按鈕下方的小三角，并單擊下級菜單中的“固定幾何體”按鈕，此時在左側(cè)的特征樹中出現(xiàn)對話 框，選中“使用參考幾何體”按鈕，在圖形區(qū)域單擊圖示接點(diǎn)(如圖11所示)，所選的接點(diǎn)出現(xiàn)在“鉸接” 內(nèi)，指定前視基準(zhǔn)面為參考面，并設(shè)定其限制的方向，如圖12所示，并單擊“確定”按鈕。此時，在Simulation算例樹的夾 具文件夾中生成一個名為“夾具-2”的圖標(biāo)。7)為了指定載荷，我們需在兩個實(shí)體面的中點(diǎn)建立草圖點(diǎn)，如圖12所示。然后用參考幾何體命令建立參考點(diǎn)，如圖13 所設(shè)置。8)單擊“外部載荷”按鈕下方的小三角，并單擊下級 菜單中的“力”按鈕，在圖形區(qū)域選中靠近固定鉸鏈一端 的“點(diǎn)1”，并設(shè)置參考幾何體為“前視基準(zhǔn)面”，再設(shè)置單 位為“S I”，并按圖示設(shè)置力的大小為2500，方向向下，必要 時單擊點(diǎn)選“反向”，設(shè)置后單擊“確定”按鈕，如圖14 所示。9)單擊“外部載荷”按鈕下方的小三角，并單擊下級菜單中的“力”按鈕，在圖形區(qū)域選中靠近活動鉸鏈一端 的“點(diǎn)2”，并設(shè)置參考幾何