Solidworks simulation. Статический анализ сборки

Рассмотрим показанную подсборку кривошипа:

В настоящем упражнении вы изучите следующее:

· Применение фиксированных ограничений и направленных сил

· Гашение компонента сборки для анализа

· Вывод списка сил реакции

· Настройка отображения цвета эпюры

· Создание и модификация эпюры сечения

· Зондирование результатов на эпюре сечения

1. Создание статического исследования

Чтобы создать статическое исследование:

1. Открыть сборку Crank.sldasm (файл находится в папке C:\Program Files\SolidWorks Corp\SolidWorks\Simulation\Examples\).

2. Выберите новое исследование (Simulation CommandManager).

3. В окне PropertyManager в разделе Имя выберите Static-2.

4. В окне Тип нажмите Статическое.

5. Нажмите кнопку .

2. Назначение материалов

Чтобы назначить материалы компонентам сборки:

1. В дереве исследования Simulation разверните папку сборки. Увидите четыре компонента сборки.

2. Нажмите правой кнопкой мыши на CrankPulley-1 и выберите Применить/редактировать материал .

3. В диалоговом окне:

a. Разверните Материалы SolidWorks.

b. Разверните Железо и выберите Серый чугун.

4. Нажмите Применить.

Серый чугун применен к компоненту CrankPulley-1.

5. Повторяйте вышеизложенную процедуру для назначения следующих материалов другим компонентам сборки:

Компонент	Материал
CrankArmAxle-1	Хромовая нержавеющая сталь в папке Сталь из библиотеки Материалов SolidWorks.
CrankArm-1 и CrankArm-2	Легированная сталь в папке Сталь из библиотеки Материалов SolidWorks.

3. Применение фиксированных ограничений

Зафиксируйте внешнюю поверхность шкива.

Чтобы зафиксировать внешнюю поверхность шкива:

1. В дереве исследования Simulation нажмите правой кнопкой мыши Крепления и выберите Зафиксированная геометрия.

Появится PropertyManager (Менеджер свойств) Крепление.

2. В графической области выберите наружную цилиндрическую поверхность шкива, показанную на рисунке.

Грань<1> появится в окне Грани, Кромки, Вершины для Крепления .

3. Нажмите кнопку .

4. Приложение направленной силы

Приложите силу 200 фунтов на поверхность передней педали.

Чтобы приложить силу на переднюю педаль:

1. В дереве исследования Simulation нажмите правой кнопкой мыши на Внешние нагрузки и выберите Сила .

Появится окно PropertyManager Сила/Вращающий момент.

2. На вкладке Тип в разделе Сила/Вращающий момент:

a. Выберите Сила.

b. Выберите окно Грани, кромки, вершины и справочные точки для силы , затем выберите грань верхней шпильки CrankArm (плеча кривошипа), как показано на рисунке.

c. Выберите Выбранное направление.

d. Нажмите внутри окна Грань, кромка, плоскость, оси для направления , затем выберите Плоскость1 сборки в плавающем дереве конструирования.

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

4. В списке Сила:

a. Щелкните Вдоль плоскости — направление 1 .

b. Введите 200 в качестве величины силы.

c. Выберите Реверс направления.

5. Нажмите кнопку .

Программное обеспечение прикладывает силу 200 фунтов на выбранную поверхность, как показано ниже.

5. Создание сетки сборки

По умолчанию программное обеспечение предполагает, что компоненты связаны в начальных зонах контакта. Тип контакта по умолчанию появится в папке Соединения в качестве Глобального контакта: Связанные.

Чтобы создать сетку сборки:

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

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

3. В разделе Параметры выберите Запуск (решение) анализа.

4. Выберите , чтобы принять величины.

Запускается процесс создания сетки. После завершения создания сетки анализ запускается автоматически.

6. Просмотр результатов

Чтобы просмотреть напряжения по Мизесу:

1. В дереве исследования Simulation, нажмите правой кнопкой мыши Крепления и выберите Скрыть все, чтобы скрыть обозначения ограничений. Нажмите правой кнопкой мыши Внешние нагрузки и выберите Скрыть все, чтобы скрыть обозначения нагрузок.

2. Открыть папку Результаты .

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

4. Нажмите правой кнопкой мыши значок эпюры и выберите Редактировать определение.

5. В окне PropertyManager в разделе Отобразить установите Единицы измерения на фунт на кв. дюйм и щелкните .

7. Исключение компонента из анализа

Эпюра напряжений показывает, что в детали CrankPulley-1 низкие напряжения. Далее исключите деталь CrankPulley-1 из анализа и перезапустите исследование.

Чтобы исключить компонент CrankPulley:

1. Нажмите стрелку вниз рядом с кнопкой Результаты (Simulation CommandManager) и выберите Только модель (Без результатов).

2. В дереве исследования Simulation правой кнопкой мыши нажмите на CrankPulley<1> и выберите Исключить из анализа .

Обратите внимание на предупреждения в дереве исследования Simulation.

2. В дереве исследования Simulation нажмите правой кнопкой мыши на значок исследования и выберите Что неверно?, чтобы определить причины отображения предупреждений, затем выберите Закрыть.

Элемент Fixed-1 отображен серым цветом, т.к. необходимая грань элемента CrankPulley исключена из анализа.

3. Нажмите правой кнопкой мыши на Fixed-1 и выберите Удалить. Нажмите Да для подтверждения.

Предупреждения все еще существуют, потому что сетка и эпюры являются устаревшими.

4. В дереве конструирования FeatureManager правой кнопкой мыши нажмите на CrankPulley<1> и выберите Скрыть компоненты.

Текущая сборка становится, как показано.

8. Задание ограничений новой модели

Ограничьте одну поверхность компонента CrankArmAxle.

Чтобы ограничить модель:

1. В дереве исследования Simulation нажмите правой кнопкой мыши Крепления и выберите Зафиксированная геометрия.

Появится PropertyManager (Менеджер свойств) Крепление.

2. В графической области выберите поверхность, показанную на рисунке.

3. Нажмите кнопку .

9. Создание сетки новой модели и запуск исследования

Поскольку форма модели была изменена, вы должны повторно создать сетку модели.

Перед созданием сетки модели необходимо отменить погашение контакта компонента, который был погашен при исключении компонента CrankPulley<1>. Чтобы отменить погашение контакта, нажмите правой кнопкой мыши на Глобальный контакт (-Связанный) и выберите Высветить.

Чтобы создать сетку модели и запустить исследование:

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

Появится предупреждающее сообщение о том, что создание сетки заново удалит существующие результаты.

2. Нажмите OK.

Появится окно PropertyManager Сетка.

3. В PropertyManager в разделе Параметры выберите Запуск (решение) анализа.

4. Нажмите кнопку .

Если вы хотите выполнить точное сравнение результатов, используйте тот же глобальный размер, который вы использовали в предыдущем расчете.

10. Просмотр результатов новой модели

Чтобы просмотреть напряжения по Мизесу:

В дереве исследования Simulation нажмите правой кнопкой мыши Напряжение (-vonMises-) в папке Результаты и выберите Отобразить.

Отобразится эпюра напряжений по Мизесу.

Сравнение с предыдущими результатами показывает небольшие изменения.

11. Вывод списка сил реакции

Вы получите список сил реакции в модели.

Чтобы вывести список сил реакции:

1. В дереве исследования Simulation правой кнопкой мыши на папку Результаты и выберите Вывести результирующие силы .

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

a. Установите Единицы измерения на Английские (ДФС).

b. Выберите показанную ниже поверхность для Грани, Кромки или Вершины .

c. Нажмите Обновить.

3. В окне Сила реакции просмотрите силы реакции на выбранной поверхности, а также в целой модели.

В списке показано, что X-составляющая сила реакции является доминирующей и равна по величине и противоположна по знаку приложенной силе (-200 фунтов).

4. Нажмите кнопку .

12. Настройка отображения цвета эпюры

Настройте отображение цвета эпюры напряжений.

Чтобы настроить отображение цвета эпюры напряжений:

1. Нажмите правой кнопкой мыши Напряжение (-vonMises-) в папке Результаты и выберите Параметры графика или дважды щелкните по значку эпюры.

Также можно дважды щелкнуть символы нагрузок и ограничений, чтобы получить доступ в PropertyManager (Менеджер свойств) к этим нагрузкам и ограничениям.

2. В окне PropertyManager (Менеджер свойств), в разделе Положение/Формат нажмите на вертикальный центр значка эпюры на правой стороне окна эпюры. В качестве альтернативы, можно перетащить значок эпюры в желаемое место.

3. В окне Параметры цвета:

a. Выберите Определяемые пользователем в раскрывающемся меню.

b. Установите Количество цветов графика: на 3.

c. Установите Основной цвет на 3.

d. Нажмите на крайнюю правую палитру (перед белыми полями), выберите красный из цветовой палитры и нажмите OK.

Крайний правый цвет используется для наибольшего значения напряжения.

4. Нажмите кнопку .

Эпюра напряжений строится с новым отображением цвета.

13. Создание эпюры напряжения сечения

Для создания эпюры напряжений с цветом по умолчанию:

1. В дереве исследования Simulation нажмите правой кнопкой мыши на папку Результаты и выберите Определить эпюру напряжения.

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

a. Выберите VON: напряжение по Мизесу в списке Компонент .

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

3. Нажмите кнопку .

Сейчас, вы создаете эпюру сечения для эпюры напряжений по Мизесу.

Для создания эпюры сечения:

1. В дереве исследования Simulation нажмите правой кнопкой мыши Напряжение2 (-vonMises-) в папке Результаты и выберите Ограничение сечения .

2. В плавающем дереве конструирования FeatureManager нажмите Плоскость3:

Плоскость3 появится в окне выбора, в списке PropertyManager Сечение 1.

3. В разделе Параметры, снимите флажок Отобразить плоскость сечения.

4. Нажмите кнопку .

Отобразится следующая эпюра напряжения сечения.

14. Управление эпюрой сечения

Вы управляете видом эпюры сечения через PropertyManager Настройки.

Для управления эпюрой сечения:

1. В дереве исследования Simulation нажмите правой кнопкой мыши Напряжение2 (-vonMises-) в папке Результаты и выберите Настройки .

2. В PropertyManager (Менеджере свойств):, в списке Параметры границы, выберите Нет.

3. В окне Параметры деформированной эпюры:

a. Выберите Поместить модель на деформированную форму.

b. Убедитесь, что выбран Полупрозрачный (один цвет) и переместите ползунок на середину шкалы.

4. Нажмите кнопку .

Отобразится следующая эпюра сечения.

15. Зондирование результирующих напряжений на эпюре сечения

Используйте инструмент Зонд, чтобы вывести список значений напряжений в выбранных местоположениях на эпюре.

1. В дереве исследования Simulation нажмите правой кнопкой мыши на Stress2 (-vonMises-) и выберите Зонд или нажмите на Инструменты эпюры (Simulation CommandManager) и выберите  Зонд .

2. В графической области щелкните по эпюре сечения в разных местах.

Значения напряжений и координаты x, y, z появятся в PropertyManager в списке Результаты.

3. В списке Параметры отчета нажмите Эпюра .

Создается эпюра напряжения по Мизесу относительно выбранных местоположений. В графике не показаны фактические расстояния между узлами.

4. Закройте окно графика.

5. Нажмите кнопку .

6. Сохраните вашу работу и закройте сборку.