Solidworks simulation. Построение графиков балки

Модель нагружена и ограничена, как показано:

Построение графиков балки

lb — обозначение фунта (единица измерения массы)

В настоящем упражнении Вы изучите следующее:

· Создание исследования с сеткой балок

· Определение балок и соединений

· Приложение нагрузок и ограничений к балкам

· Создание сетки и запуск исследования сетки балок

· Просмотр графиков поперечных сил и момента

· Вывод списка усилий на балке

· Просмотр напряжения при изгибе

4.1. Открытие детали и создание исследования

1. Открыть файл примера Beam_Diagrams.SLDPRT (файл находится в папке C:\Program Files\SolidWorks Corp\SolidWorks\Simulation\Examples\Beams\).

2. Выберите новое исследование clip_image002(Simulation CommandManager).

3. В PropertyManager:

a. Введите ShearMoment.

b. В окне Тип нажмите Статическое.

4. Нажмите кнопку clip_image003.

5. В дереве исследования Simulation разверните папку Beam_Diagrams и:

a. Нажмите правой кнопкой мыши на SolidBody 1 и выберите Рассматривать как балку.

b. Нажмите правой кнопкой мыши на SolidBody 2 и выберите Рассматривать как балку.

6. Нажмите правой кнопкой мыши на параметр Группа соединений clip_image004и выберите Редактировать.

7. В PropertyManager Редактировать соединения в разделе Выбранные балки нажмите Вычислить. Три соединения появятся в окне Результаты.

8. Нажмите кнопку clip_image005.

Два значка балок clip_image007отобразятся в папке Beam_Diagrams и папка Группа соединений clip_image004[1]появится в дереве исследования Simulation.

4.2. Применение материала

1. Нажмите правой кнопкой мыши папку Beam_Diagrams и выберите Применить материал ко всем телам clip_image008.

2. Назначить Легированная сталь из библиотеки материалов SolidWorks.

 

4.3. Определение соединений

Соединения определены на свободном конце балки и в каждом месте пересечения двух или более балок. Крепления применены только к соединениям.

Чтобы проверить соединения:

1. Нажмите правой кнопкой мыши папку Группа соединений clip_image004[2]и выберите Редактировать.

2. В PropertyManager (Менеджере свойств), три соединения появятся в окне Результаты.

clip_image009

3. Щелкните правой кнопкой мыши по одному из соединений в графической области для проверки вытянутых тел, образующих соединение. Элементы выделятся в графической области.

4. Нажмите кнопку clip_image003[1].

 

4.4. Применение креплений

Добавить крепления к свободным концам балки на сочленениях. Один конец заделан шарнирно, а на другом конце ролик.

Применение креплений

Чтобы смоделировать шарнир на конце A:

1. Нажмите правой кнопкой мыши папку Крепления clip_image010и выберите Зафиксированная геометрия.

2. Измените ориентацию вида на * Изометрия, чтобы безошибочно выбрать правильные соединения.

3. В PropertyManager (Менеджере свойств):

a. Выберите Неподвижная (нет перемещений) в списке Стандартный.

b. Выберите соединение показанное для Соединений clip_image011.

Соединения

4. Нажмите кнопку clip_image003[2].

Чтобы смоделировать ролик на конце B:

1. Нажмите правой кнопкой мыши папку Крепления clip_image010[1]и выберите Зафиксированная геометрия.

2. В PropertyManager (Менеджере свойств):

a. Выберите Использовать справочную геометрию в списке Стандартный.

b. Выберите соединение показанное для Соединений clip_image011[1].

clip_image013

c. Выберите Передняя в плавающем дереве конструирования для Грань, Кромка, Плоскость, Оси для направления clip_image014.

3. В окне Перемещения, нажмите Вдоль плоскости — направление 1 clip_image015и Вдоль плоскости — направление 2 clip_image017для предотвращения перемещений в этих направлениях.

4. Нажмите кнопку clip_image003[3].

 

4.5.  Приложение нагрузок в точках

Приложите силу в одной контрольной точке, а момент в другой.

Чтобы приложить силу:

1. Чтобы правильно выбрать контрольную точку, убедитесь, что ориентация вида является *Изометрия.

2. Нажмите правой кнопкой мыши папку Внешние нагрузки clip_image019и выберите Сила clip_image020.

3. В окне PropertyManager (Менеджер свойств), в разделе Выбор:

a. Нажмите Точки clip_image021и выберите Точка 1 в плавающем дереве конструирования.

b. Выберите Передняя в плавающем дереве конструирования для Грань, Кромка, Плоскость, Оси для направления clip_image022.

4. В меню Единицы измерения выберите Английская (ДФС).

5. В списке Сила:

a. Нажмите Вдоль плоскости — направление 2 clip_image017[1].

b. Введите 500 фунтов.

c. Выберите Реверс направления.

6. Нажмите кнопку clip_image003[4].

нагрузка

 

Приложение нагрузок в точках, продолжение

Чтобы приложить сосредоточенный момент:

1. Нажмите правой кнопкой мыши папку Внешние нагрузки clip_image019[1]и выберите Силаclip_image020[1].

2. В окне PropertyManager (Менеджер свойств), в разделе Выбор:

a. Нажмите Точки clip_image021[1]и выберите Точка 2 в плавающем дереве конструирования.

b. Выберите Переднюю плоскость в плавающем дереве конструирования для Грань, Кромка, Плоскость, Оси для направления clip_image022[1].

3. В меню Единицы измерения выберите Английская (ДФС).

4. В окне Момент (на объект):

a. Нажмите Вдоль плоскости — направление 1 clip_image015[1].

b. Введите 1200 фунт·дюйм.

5. Нажмите кнопку clip_image003[5].

clip_image024

 

4.6. Приложение нагрузок по длине балок

Чтобы приложить распределенную нагрузку по всей длине балки:

1. Нажмите правой кнопкой мыши папку Внешние нагрузки clip_image018и выберите Силаclip_image020[2].

2. В окне PropertyManager в разделе Выбор:

a. Щелкните Балки clip_image006и выберите Вытяжка2 в графической области.

clip_image025Можно приложить распределенные нагрузки только на всю длину балки. Вытянутые тела были созданы в качестве отдельных тел, чтобы сделать участок балки несущим свои распределенные нагрузки.

b. Выберите Переднюю плоскость в плавающем дереве конструирования для Грань, кромка, плоскость, оси для направления clip_image022[2].

3. В меню Единицы измерения выберите Английская (ДФС) и выберите На единицу длины.

4. В списке Сила:

a. Нажмите Вдоль плоскости — направление 2 clip_image016.

b. Введите 4,1667фунт/дюйм.

c. Выберите Реверс направления.

5. Нажмите кнопку clip_image003[6].

Приложение нагрузок по длине балок

 

4.7. Создание сетки модели и запуск исследования

Чтобы создать сетку модели и запустить исследование:

1. В дереве исследования Simulation нажмите правой кнопкой мыши значок Сетка clip_image027и выберите Создать сетку clip_image028.

Обратите внимание, что каждая из балок разделена на несколько элементов.

Создание сетки модели и запуск исследования

2. В дереве исследования Simulation нажмите правой кнопкой мыши исследование clip_image030и выберите Выполнить clip_image031.

 

4.8. Просмотр эпюры поперечных сил

1. Нажмите правой кнопкой мыши на папку Результаты clip_image032и выберите Определить графики балки.

2. В окне PropertyManager в разделе Отобразить:

a. Выберите Поперечная сила в направлении 1 в Компонент clip_image033.

clip_image034Почему поперечная сила в направлении 1?

b. Выберите фунты в меню Единицы измерения clip_image035.

3. Нажмите кнопку clip_image003[7].

4. Измените ориентацию вида, установив *Слева.

Просмотр эпюры поперечных сил

Сравните кривую с теоретическим решением (заметьте, что значения имеют единицы измерения фунты):

clip_image037

Нагрузки и ограничения балки показаны для удобства.

Нагрузки и ограничения балки

 

4.9. Просмотр эпюры изгибающих моментов

1. Нажмите правой кнопкой мыши на папку Результаты clip_image032[1]и выберите Определить графики балки.

2. В окне PropertyManager в разделе Отобразить:

a. Выберите Момент в направлении 2 в Компонент clip_image033[1].

b. Выберите фунт·дюйм в меню Единицы измерения clip_image035[1].

3. Нажмите кнопку clip_image003[8].

4. Измените ориентацию вида на *Сверху и поверните график на 90° против часовой стрелки.

эпюра изгибающих моментов

Сравните кривую с теоретическим решением:

clip_image039

Для удобства отображаются нагрузки и крепления балки.

clip_image001[3]

 

4.10. Вывод списка усилий на балке

1. Нажмите правой кнопкой мыши на папку Результаты clip_image032[2]и выберите Список сил балки.

2. В окне PropertyManager (Менеджер свойств) в разделе Список:

· Выберите Силы.

· Выберите Английская (ДФС) в меню Единицы измерения clip_image035[2].

3. Нажмите кнопку clip_image003[9].

В диалоговом окне рассмотрите значения поперечных сил и момента в ключевых точках вдоль балки:

Точка A Точка D Точка B
Сдвигающее усилие 1 SolidWorks Simulation (фунт): -470,01 29,99 530,03
Поперечная сила 1, теория (фунты): -470 30 530
Момент 2 SolidWorks Simulation (фунт·дюйм): 1,75e-8 32401 4,83e-6
Момент 2, теория (фунт·дюйм): 0 32400 0

 

4.11. Просмотр напряжения при изгибе

1. Нажмите правой кнопкой мыши на папку Результаты clip_image032[3]и выберите Определить эпюру напряженияclip_image040.

2. В окне PropertyManager в разделе Отобразить:

a. Выберите ф/кв.дюйм в меню Единицы измерения clip_image035[3].

b. Выберите Изгиб в местном направлении 2 в поле Напряжение балки.

3. Нажмите кнопку clip_image003[10].

напряжения при изгибе

Чтобы сравнить значение с теоретическим решением:

Максимальное напряжение равно Ммакс.* y / I, где:

Ммакс. = 33841 фунт·дюйм (определенным из списка усилий на балке)

y = 1,5 дюйма (половина высоты прямоугольного поперечного сечения)

I = 2,25 дюйма^4 (1/12 * ширина прямоугольного поперечного сечения * высота прямоугольного поперечного сечения^3)

Настоящий расчет дает 22560,67 ф/кв.дюйм, что хорошо согласуется с максимальным напряжением при изгибе, показанным на вышеприведенной эпюре.

P.S. Туры в любую точку мира!

Александр Малыгин

Объект обсуждения - программное обеспечение для выполнения автоматизированного конструкторского и технологического проектирования, разработки управляющих программ, вопросы, связанные с разработкой прикладных САПР.

2 Комментарии “Solidworks simulation. Построение графиков балки

  1. А как может такая короткая балка прогнуться на расстояние превышающее свою длину в 10-ки раз?

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *