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利用SolidWorks Simulation 对某机架静力分析案例

发表时间: 2012/5/28 作者: 王毅 来源: e-works
SolidWorks Simulation是一款非常优秀的分析软件,直接集成于SolidWorks中,本文详细介绍了使用SolidWorks Simulation对机架进行分析的步骤,并对分析结果进行了说明。
 

    SolidWorks Simulation是一款非常优秀的分析软件,直接集成于SolidWorks中,使用方便简单、快捷,摆脱了旧有有限元软件的是新一代CAD/CAE一体化的主流软件之一。


某机架分析需求

    机架横梁孔 受到9000000N力(3个孔直径为400mm的受力区域),分析左右侧柱结合部分的受力情况。螺栓预紧力为默认为1267N/M


1 模型处理

    在进行分析之前,需要首先对模型进行处理,比如焊接件或者装配件,如果已经是连接成一体的,尽量处理成一个零件(利用SolidWorks的连接命令可以将多个零件处理成一个零件),并将零部件中的细节特征压缩或删除,这样有利于减少网格数目,提高计算效率;如果模型基本对称可以处理成模型的一半或者1/4,进一步减少网格数目,设置时以对称代替。如下图1所示,机架由3个部件构成,处理成3个零件后,进一步将模型简化成1/4(部件上的一个倒角,非关键部位孔等隐藏)

图1 某机架模型

图1 某机架模型

            
2 建立算例

    在SolidWorks中,打开Simulation的插件并建立静力分析算例,如图2所示,最好以英文命名。

图2 打开Simulation插件

图2 打开Simulation插件分页

3 算例设置

    在算例中以此设置:
    A 零件的材质
    B 螺栓及接触关系(设定全局无穿透,虚拟螺栓扭矩为1267N/M)
    C 固定及对称关系(理想化底部固定,设定对称关系)
    D 外部力(总共900T,设置时注意分割受力区域和力的大小)
    E 网格划分(因为模型只有1/4,可以网格为良好,提高计算质量)
    详细设置过程就不一一详述,注意接触关系和网格的设置。如图3所示

图3 SolidWorks Simulation算例设置

图3 SolidWorks Simulation算例设置


4 运行

    设置完成点运行,对案例进行分析计算,如图4

图4 机架模型分析计算

图4 机架模型分析计算


5 结果查看和评估

    应力:最大应力为280MPa,超过屈服,存在失效区域;最大值在中间台阶结合处;如图5所示

图5 机架分析结果分析

图5 机架分析结果分析

    安全系数:查看安全系数小于1、2、3区域的是小区域分布情况。

    安全系数为1时,结合处有应力集中的失效存在;如图6

分页安全系数为2时,结合处以及顶部螺栓处等存在失效风险,如图7


    安全系数为3时,失效区域进一步增大,多出存在失效风险;

    顶部螺栓孔受力(预紧力在1267N/M时):(螺栓依次从底往上8个),如图9



责任编辑:刘谊萍