Solidworks simulation. Статический анализ детали (напряжения)

Кронштейн, изготовленный из легированной стали, зафиксирован в двух отверстиях и нагружен давлением 6,8948 н/мм2, как показано на рис.1:

Приложение нагрузок и ограничений на деталь

Рис.1 Приложение нагрузок и ограничений на деталь

В настоящем примере мы изучим следующее:

· Назначение материала детали;

· Создание исследования статический анализ;

· Применение фиксирующего ограничения и приложение нагрузки давления;

· Настройка параметров формирования сетки и создание сетки детали;

· Запуск исследования;

· Просмотр основных результатов статического анализа;

· Оценка прочности конструкции;

· Создание отчета исследования.

Деталь роздана в САПР SolidWorks с именем Tutor1.SLDPRT (файл находится в папке C:\Program Files\SolidWorks Corp\SolidWorks\Simulation\Examples\).

Исследование будем проводить в следующей последовательности.

1. Открытие детали и назначение материала

Откройте деталь Tutor1.SLDPRT, затем назначьте материал из библиотеки материалов SolidWorks.

Чтобы назначить легированную сталь из библиотеки материалов SolidWorks:

1. Нажмите Редактировать материал clip_image004(на панели инструментов SolidWorks «Стандартная»).

Появится диалоговое окно Материал.

2. В левой панели нажмите на знак плюса рядом с Материалами SolidWorks и затем на знак плюса рядом с разделом Сталь и выберите Легированная сталь.

Механические характеристики легированной стали появятся в окне Свойства.

3. Выберите Применить и Закрыть.

Название назначенного материала появится в дереве конструирования FeatureManager clip_image006.

2. Создание исследования статический анализ

Чтобы создать статическое исследование:

1. Выберите новое исследование clip_image008 (Диспетчер команд Simulation).

2. В окне PropertyManager (Менеджер свойств) в поле Имя введите Static-1.

3. В окне Тип нажмите Статическое clip_image010.

4. Нажмите кнопку clip_image012.

Программное обеспечение создает исследование в дереве исследования Simulation. Обратите внимание, флажок на детали clip_image014в дереве исследования показывает, что вы присвоили материал.

Назначение материала детали

Рис.2 Назначение материала детали

 

3. Применение фиксирующих ограничений

Для статического анализа вы должны применить достаточные фиксирующие ограничения, чтобы стабилизировать модель. В этом примере зафиксируйте два отверстия на основании детали.

Чтобы зафиксировать два отверстия:

1. Выберите стрелку вниз в разделе Крепления clip_image018 (Simulation CommandManager) и выберите Зафиксированная геометрия или нажмите правой кнопкой мыши на Крепления clip_image020в дереве исследования и выберите Зафиксированная геометрия.

Появится окно PropertyManager Крепление.

2. В графической области выберите поверхности двух отверстий, показанных на рисунке.

    Грань<1> и Грань<2> появятся в окне Грани, кромки, вершины для ограничения clip_image022.

Назначение крепления детали

Рис.3 Назначение крепления детали

clip_image026Чтобы изменить цвет обозначений ограничений, нажмите Редактировать цвет в списке Настройки обозначения. Откроется цветовая палитра. Выберите желаемый цвет и нажмите OK.

3. Нажмите кнопку clip_image012[1].

Программное обеспечение фиксирует поверхности двух отверстий и создаст значок, названный Зафиксированный-1 в папке Крепления в дереве исследования Simulation.

4. Приложение давления

Приложите давление 6,8948 н/мм2 перпендикулярно круговой поверхности кронштейна.

Чтобы приложить давление:

1. Нажмите на стрелку вниз в разделе Внешние нагрузки clip_image028(Simulation CommandManager) и выберите Давление clip_image030или нажмите правой кнопкой мыши на Внешние нагрузки clip_image032в дереве исследования Simulation и выберите Нагрузка clip_image030[1].

2. В PropertyManager на вкладке Тип в разделе Тип выберите Перпендикулярно выбранной грани.

3. В графической области выберите показанную поверхность для Грани для давления clip_image034.

Приложение давления на деталь

Рис.4 Приложение давления на деталь

4. В окне Значение давления выберите н/мм2 в меню Единицы измерения clip_image038, затем введите 6,8948 н/мм2 в поле Значение давления clip_image030[2].

clip_image026[1]Если вы измените единицы измерения после ввода значения, программное обеспечение преобразует значение в новые единицы измерения.

5. Нажмите кнопку clip_image040.

Программное обеспечение прикладывает давление 6,8948 н/мм2 и создаст значок, названный Давление-1 clip_image030[3]в папке Внешние нагрузки clip_image041дерева исследования Simulation.

5. Настройка параметров формирования сетки:

Создание сетки зависит от активных параметров формирования сетки.

Чтобы задать параметры формирования сетки:

1. В дереве исследования Simulation нажмите правой кнопкой мыши значок Сетка clip_image043и выберите Создать сетку clip_image045или нажмите на стрелку вниз на Выполнить clip_image047 (диспетчер команд Simulation) и выберите Создать сетку clip_image045[1].

2. В PropertyManager (Менеджере свойств) установите следующие параметры:

В большинстве упражнений используйте следующие настройки в окне Параметры сетки и Дополнительно в Менеджере свойств Сетки. Если для упражнения требуются другие настройки, следуйте инструкциям в этом упражнении. Каждый образец исследования сохранен с соответствующими параметрами сетки.

В поле Параметры сетки:

· Стандартная сетка: выбрано

· Глобальный размер: вычислено программой

· Допуск: вычислено программой

· Автоматический переход: не выбран

В окне группы Дополнительные:

· Меню проверки Якобиана установить на 4 точки.

· Сетка чернового качества: не выбрано

· Автоматические попытки для твердых тел: выбрано

· Число попыток: 3

6. Создание сетки детали и запуск анализа

При создании сетки программное обеспечение использует активные параметры создания сетки.

Чтобы создать сетку детали и запустить статическое исследование:

1. Выберите clip_image048, чтобы принять величины.

Начинается создание сетки и откроется окно Процедура создания сетки. После завершения создания сетки модель с сеткой появится в графической области.

Создание сетки детали

Рис.5 Создание сетки детали

2. Нажмите Выполнить clip_image051 (диспетчер команд Simulation).

Анализ запустится, а папка Результаты clip_image053появится в дереве исследования Simulation.

7. Отображение информации о сетке

Для отображения информации о сетке:

1. В дереве исследования Simulation нажмите правой кнопкой мыши значок Сетка clip_image055и выберите Сведения.

2. Закройте окна списка Сведения о сетке.

Чтобы скрыть или показать сетку:

Нажмите Отобразить/Скрыть сетку clip_image057 на панели инструментов Simulation.

8. Просмотр напряжений по Мизесу (эквивалентных)

Чтобы построить эпюру напряжений по Мизесу:

1. В дереве исследования Simulation откройте папку Результаты clip_image058.

2. Дважды щелкните Напряжение (-von Mises-) для отображения эпюры. Если эпюра не существует, создайте эту эпюру.

Просмотр напряжений детали

Рис.6 Просмотр напряжений детали

Эпюра напряжений создается на деформированной форме. Чтобы показать деформированную форму, программное обеспечение масштабирует максимальную деформацию на 10% диагонали граничной рамки модели. В этом случае шкала деформации приблизительно равна 12.

Чтобы просмотреть эпюры напряжений в различных системах единиц измерения, нажмите правой кнопкой мыши значок эпюры и щелкните Редактировать определение. В разделе Отобразить задайте Единицы измерения clip_image038[1]желаемой системы единиц и щелкните clip_image048[1].

9. Просмотр результирующего перемещения

Чтобы построить график результирующего перемещения:

1. В дереве исследования Simulation откройте папку Результаты clip_image058[1].

2. Дважды щелкните Перемещение (-Расположение результата-) для отображения эпюры. Если эпюра не существует, создайте эту эпюру.

Просмотр перемещений детали

Рис.7 Просмотр перемещений детали

Чтобы выполнить анимацию эпюры результирующего перемещения:

1. Щелкните кнопкой мышки на Инструменты эпюры clip_image064 (Simulation CommandManager) и выберите Анимировать clip_image066.

По умолчанию, анимация воспроизводится повторно и непрерывно. Она будет воспроизводиться с начала до конца, затем с конца до начала и повторения будут продолжаться.

2. Нажмите кнопку clip_image068, чтобы остановить анимацию.

3. Нажмите Цикл clip_image070, затем нажмите clip_image072для запуска анимации.

Анимация воспроизводится с непрерывной цикличностью. Она будет воспроизводиться с начала до конца, затем с конца до начала и повторения будут продолжаться.

4. Нажмите кнопку clip_image068[1], чтобы остановить анимацию.

5. Нажмите кнопку clip_image048[2].

10. Просмотр эквивалентных деформаций элементов

Чтобы построить график эквивалентных деформаций элементов:

1. В дереве исследования Simulation откройте папку Результаты clip_image058[2].

2. Дважды щелкните Деформация (-эквивалентная) для отображения эпюры. Если эпюра не существует, создайте эту эпюру.

Просмотр деформаций детали

Рис.8 Просмотр деформаций детали

 

 

 

 

 

11. Оценка прочности конструкции

Коэффициент запаса прочности проектирования поможет оценить прочность вашей конструкции. Чтобы просмотреть распределение в модели коэффициента запаса прочности (FOS):

1. В дереве исследования Simulation нажмите правой кнопкой мыши на папку Результаты clip_image058[3]и выберите Определить эпюру проверки запаса прочности.

Появится окно PropertyManager Запас прочности.

2. В окне PropertyManager в разделе Шаг 1 из 3 выберите Максимальное напряжение von Mises в Критерий clip_image076.

3. Нажмите кнопку Далее clip_image078.

4. В разделе Шаг 2 из 3 выберите Для предела текучести.

Обратите внимание, что отображены упругие свойства материала детали и максимальное напряжение по Мизесу.

5. Нажмите кнопку Далее clip_image078[1].

6. В разделе Шаг 3 из 3, выберите Распределение запаса прочности.

7. Нажмите кнопку clip_image048[3].

Оценка прочности конструкции детали

Рис.10 Оценка прочности конструкции детали

Чтобы построить график критических областей детали:

1. Нажмите стрелку вниз рядом с параметром Результаты clip_image082(Simulation CommandManager) и выберите Напряжение, Запас прочности clip_image084.

2. В окне PropertyManager в разделе Шаг 1 из 3 выберите Максимальное напряжение von Mises в Критерий clip_image076[1].

3. Нажмите кнопку Далее clip_image078[2].

4. В разделе Шаг 2 из 3 выберите Для предела текучести.

5. Нажмите кнопку Далее clip_image078[3].

6. В разделе Шаг 3 из 3:

a. Выберите Области ниже запаса прочности.

b. Введите 1 в поле Запас прочности.

7. Нажмите кнопку clip_image048[4].

Области с запасом прочности меньше 1 (опасные области) отображаются красным цветом. Области с более высоким коэффициентом запаса прочности (прочные области) отображаются синим цветом.

График критических областей детали

Рис.11 График критических областей детали

clip_image088Чтобы лучше видеть критические области модели, может потребоваться скрыть обозначения ограничений и давления. Нажмите правой кнопкой мыши на папки Крепления и Внешние нагрузки и выберите Скрыть все. Дважды нажмите на значок Запас прочности в разделе Результаты, чтобы снова отобразить эпюру запаса прочности.

12. Создание отчета исследования

Утилита отчета генерирует веб-документ, удобный для просмотра коллегами и руководителями.

Для создания отчета исследования:

1. Нажмите Отчет clip_image090 (Simulation CommandManager).

2. В диалоговом окне выберите Определения соединителей в Включенные разделы и щелкните clip_image092, чтобы переместить это в Имеющиеся разделы.

Это исключает настоящее сечение из отчета.

3. Повторите шаг 2 для Результаты исследований и Результаты датчиков для удаления некоторых других неиспользуемых сечений из отчета.

4. Выберите Описание в окне Включенные сечения.

5. В списке Характеристики сечения:

a. Выберите Заметки.

b. Введите в поле Мой первый отчет.

6. В окне Настройки документа:

a. Введите Первый отчет в поле Название отчета.

b. Выберите Опубликовать отчет .

c. Выберите HTML или Опубликовать как.

7. Выберите Опубликовать.

Отчет отобразится в вашем веб-обозревателе по умолчанию. Можно переходить в различные разделы отчета, нажимая на ссылки наверху.

8. Для закрытия окна отчета нажмите clip_image094.

Чтобы сохранить модель и аналитическую информацию в документе детали: Нажмите Файл, Сохранить.

P.S. Продажа, ремонт и установка приточно-вытяжных систем вентиляции

Александр Малыгин

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

Добавить комментарий

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