Solidworks simulation. Построение графиков балки

Модель нагружена и ограничена, как показано:

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 (Simulation CommandManager).

3. В PropertyManager:

a. Введите ShearMoment.

b. В окне Тип нажмите Статическое.

4. Нажмите кнопку .

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 и выберите Редактировать.

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

8. Нажмите кнопку .

Два значка балок отобразятся в папке Beam_Diagrams и папка Группа соединений появится в дереве исследования Simulation.

4.2. Применение материала

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

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 и выберите Редактировать.

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

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 .

 

4.4. Применение креплений

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

Чтобы смоделировать шарнир на конце A:

1. Нажмите правой кнопкой мыши папку Крепления и 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 .

4. Нажмите кнопку .

Чтобы смоделировать ролик на конце B:

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

2. В PropertyManager (Менеджере свойств):

a. Выберите Использовать справочную геометрию в списке Стандартный.

b. Выберите соединение показанное для Соединений .

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

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

4. Нажмите кнопку .

 

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 и выберите Сила .

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

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

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

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

5. В списке Сила:

a. Нажмите Вдоль плоскости — направление 2 .

b. Введите 500 фунтов.

c. Выберите Реверс направления.

6. Нажмите кнопку .

 

Приложение нагрузок в точках, продолжение

Чтобы приложить сосредоточенный момент:

1. Нажмите правой кнопкой мыши папку Внешние нагрузки и выберите Сила.

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

a. Нажмите Точки и выберите Точка 2 в плавающем дереве конструирования.

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

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

4. В окне Момент (на объект):

a. Нажмите Вдоль плоскости — направление 1 .

b. Введите 1200 фунт·дюйм.

5. Нажмите кнопку .

 

4.6. Приложение нагрузок по длине балок

Чтобы приложить распределенную нагрузку по всей длине балки:

1. Нажмите правой кнопкой мыши папку Внешние нагрузки и выберите Сила.

2. В окне PropertyManager в разделе Выбор:

a. Щелкните Балки и выберите Вытяжка2 в графической области.

Можно 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 .

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

4. В списке Сила:

a. Нажмите Вдоль плоскости — направление 2 .

b. Введите 4,1667фунт/дюйм.

c. Выберите Реверс направления.

5. Нажмите кнопку .

 

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 и выберите Создать сетку .

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

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

 

4.8. Просмотр эпюры поперечных сил

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

2. В окне PropertyManager в разделе Отобразить:

a. Выберите Поперечная сила в направлении 1 в Компонент .

Почему поперечная сила в направлении 1?

b. Выберите фунты в меню Единицы измерения .

3. Нажмите кнопку .

4. Измените ориентацию вида, установив *Слева.

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

Нагрузки и ограничения балки показаны для удобства.

 

4.9. Просмотр эпюры изгибающих моментов

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

2. В окне PropertyManager в разделе Отобразить:

a. Выберите Момент в направлении 2 в Компонент .

b. Выберите фунт·дюйм в меню Единицы измерения .

3. Нажмите кнопку .

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

Сравните кривую с теоретическим решением:

Для удобства отображаются нагрузки и крепления балки.

 

4.10. Вывод списка усилий на балке

1. Нажмите правой кнопкой мыши на папку Результаты и выберите Список сил балки.

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

· Выберите Силы.

· Выберите Английская (ДФС) в меню Единицы измерения .

3. Нажмите кнопку .

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 и выберите Определить эпюру напряжения.

2. В окне PropertyManager в разделе Отобразить:

a. Выберите ф/кв.дюйм в меню Единицы измерения .

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

3. Нажмите кнопку .

Чтобы сравнить значение с теоретическим решением:

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

М_макс. = 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!