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.
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.
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.
4.4. 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 .
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.
4.5. 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.
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.
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.
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 .
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 .
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 .
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.
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.
А как может такая короткая балка прогнуться на расстояние превышающее свою длину в 10-ки раз?
Смотрите внимательно на единицы измерения и масштаб.