SolidWorks Simulation图解应用教程(二).doc

SolidWorks Simulation图解应用教程（二）发布：2009-9-29 8:32:56来源:模具网编辑：佚名在上一期中，我们简要介绍了应用SolidWorks Simulation设计分析系统对模型进行线性静态分析的过 程。本期我们将用一个实例来详细介绍应用S o l i d W o r k s Simulation进行零件线性静态分析的详细步骤，以便读者进一步了解分析要领。 一、轴的线性静态分析1.启动SolidWorks软件及SolidWorks Simulation插件通过“开始”菜单或桌面快捷方式打开SolidWorks软件 并新建一零件，然后启动SolidWorks Simulation插件，如图1所示。图1 启动软件及Simulation插件2.新建如图2所示轴图2 建立的零件模型3.线性静态分析1)单击“S i m u l a t i o n”标签，切换到该插件的命令管 理器页，如图3所示。单击“算例”按钮 下方的小三角， 在下级菜单中单击“新算例”按钮，如图4所示。在左侧特 征管理树中出现如图5所示的对话框。图3 插件面板图4 新建算例图5 选择分析类型图6 打开算例后的命令面板图7 选择合金钢材料2)在“名称”栏中，可 输入你所想设定的分析算例的名 称。我们选择的是“静态”按钮(该按钮默认即为选中状态)。 在上述两项设置完成后单击确定 按钮 。我们可以发现，插件的 命令管理器发生了变化，如图6所 示。3)单击“应用材料”按钮，出现“材料”对话框。在 对话框中选中“自库文件”按 钮，并在右侧的下拉菜单中选中“s o l i d w o r k s m a t e r i a l s”项， 然后再单击“钢”左边的加号， 并在展开的材料中选择“合金 钢”。合金钢的机械属性出现在对话框右侧的“属性”标签中，如图7所示。然后单击“确定”按钮完成材料的指定。如果你所用的合金钢的性能参数与软件自带的有出入，需要修改的话，则可按下面的方法进行。确保你选中了相近的材料，如合金钢。选中“自定义”单选框，此时对话框右侧的材料属 性变为可编辑状态，接下来即可按照实际数据进行更改，如 图8所示。图8 自定义材料图9 保存自定义材料阶梯教室修改完成后单击“保存”按钮，以保存修改。此时 会弹出“另存为”对话框，如图9所示。指定保存的路径及 文件名，单击“保存”按钮。 现 在 所自 定 义 的 材 料已 完 成 ， 下 面 又该 如 何 应 用 呢?还是在如图8所示的对话框中选中“自库文件”单选 框，然后在右侧的下拉菜单中选中你刚才保存的自定义材 料，再在下方的列表中选中自定义的材料，单击“确定”按钮完成材料指定，如图10所示。图10 选用自定义材料4)单击“夹具”按钮 下方的小三角，并单击下级菜单中的“固定几何体”按钮，此时在左侧的特征树中出现对话框。在图形区域单击右侧上、下两键槽的两个侧面(见图11)，“面”面”出现在“夹具的面、边线、 顶点”框 内，并单击“确定”按钮 ，如图12所示。此时在S i m u l a t i o n算例树的夹具文件夹中生成一个名为“夹具-1”的图标，如图13所示。5)单击“外部载荷”按钮 下方的小三角，并单击 下级菜单中的“力矩”按钮。在图形区域中单击如图14所 示的两个侧面，”面” ” 面”出现在“力矩的Step by Step面”框 内，然后激活“方向的轴、边线、圆柱面框，选择如图15所示的圆柱面，”面”出现在“方向的轴、边线、圆柱面”框 内，并按如图16所示的设置后单 击“确定”按钮 。(必要时勾选“反向”复选框，使得图11 选择两键槽的侧面图12 选择后的对话框图13 完成夹具指定图14 选择键槽侧面图15 选择圆柱面力矩的方向指向侧面，如图15所示，然后在确保单位 为“N-m”的情况下输入力 矩的大小，因为整个轴的 总力矩是30000Nm，有两 个面承担，所以这里输入15000Nm。)图16 力矩的设定图17 查看 von Mises(对等)应力图18 查看合力位移图19 查看对等要素应变图20 定义安全系数图解图21 安全系数图22 准则设置图23 应力极限设置图24 选中安全系数分布图25 评估设计的安全性图26 安全系数在75以下的区域图27 编辑定义图28 修改准则图29 修改安全系数图解方式图30 图解工具命令6)单击“运行”按钮，稍候即可完成分析过 程，并将分析结果显示在 S i m u l a t i o n算例树中结果文件夹，如图17所示。4.查看分析结果(1)von Mises应力图解1)在S i m u l a t i o n算例树 中，打开结果 文件夹。2 ) 双 击 “ 应 力 1 ( - v o nMises-)”以显示图解，如图17所示。(2)合力位移图解1)在Simulation算例树中，打开结果 文件夹。2)双击“位移1(-合位移-)”以显示图解，如图18所示。(3)对等要素应变图解1)在Simulation 算例树中，打开结果 文件夹。2)双击“应变1(-等量-)”以显示图解，如图19所示。(4)模型的安全系数分布1)在Simulation算例树中右键单击结果 文件夹，然后 选择“定义安全系数图解”，如图20所示。左侧特征树显示“安全系数”对话框，如图21所示。2)将“准则 项设为“最大von Mises应力”，如图22所示。单击“下一步”按钮 。3)将“设定应力极限到”项设为“屈服力”，如图23所示。单击“下一步”按钮 。4)选中“安全系数分布”项，如图24所示。单击“确定”按钮 。我们可以看到，在图24的最下方，安全结果 中列出了基于所选准则的最小安全系数为2.24853。5)显示模型的安全系数分布图解，如图25所示。(5)编辑安全系数图解阶梯教室在图26中显示出了安全系数在75以下的区域，即图中 的红色区域，而蓝色区域则是安全系数在75以上的区域。那 么，我们在已经完成了图24的图解后如何更改呢?在Simulation算例树中的结果 文件夹中右击“安全系数1(-安全系数-)”，在快捷菜单中单击“编辑定义”，如图27所示。则又重新回到图22的步骤，你可以修改安全准 则等信息，如图28所示。然后单击“下一步”按钮 ，直到第三步，改为如图29所示，然后单击“确定”按钮，即可得到如图26所示的安全系数图解。(6)模型的最大切应力1)双击“应力1 (-von Mises-)”以显示von Mises应力 图解，如图17所示。2)在命令管理器中单击“图解工具”按钮 右侧的小三 角，在下级菜单中单击“Iso剪裁”按 ，如图30所示。3)出现如图31所示的对话框。往右拖动图示小滑标，Step by Step可发现图解中的变化，直至完全消失为止。往右拖动表示应 力不断增大，图解只显示大于当前应力值的部分，可以比较 与图32的不同。当前的应力值是第四强度理论应力，即V o n mises等效应力作为衡量应力水平的主要指标。Von mises应 力是正应力和剪切应力的组合，常用来描绘联合作用的复杂应力状态。那我们该如何来查看和工程力学中的计算公式相 一致的切应力的结果呢?图31 Iso剪裁图32 Iso剪裁后的图解图33 编辑应力定义4)在Simulation算例树中的结果 文件夹中右击“应力1(-von Mises-)”，在快捷菜单中单击“编辑定义”，如图33所示。5)在如图34所示的对话框中作如下设置：图34 定义应力图解图35 YZ 基准面上Y 方向的切应力将1处设置为“TXY:YZ 基准面上的 Y 方向抗剪应力”;将2处设置为“N/mm2(MPa)”;将3处设置为“零件的基准轴”(在图中选择)。 然后