solidworkssimulation弹簧疲劳分析

1、衷具Mor（aa«±）图添加约束和载荷Simulation优化设计挑战设计目的：采用Solidworks Simulation分析得出螺旋弹簧的压缩刚度，并对弹簧 零件进行疲劳分析。1. 打开名为“弹簧疲劳分析”的solidWorks零件提示：为方便起见，夹具和外部载荷已经事先添加到弹簧两端的圆盘。圆盘 之间的距离对应于未压缩弹簧的当前长度。2. 设定 SolidWorks Simulation的选项设定【单位系统】未【公制(I ) (MKS)】,【长度】单位为毫米，【应力】 单位为N/m? (Pa)。3. 创建一个名为“研究1”的【静态】算例。4. 查看材料属性材料属性(

2、Alloy Steel)将直接从SolidWorks转移过来。5. 应用固定约束Propc rtvMaraacr在图1所示的1号圆盘端面应用【固定几何体】的夹具。制H苹总IL问住在屮iii_L 在厠主而上 在球面上在2号圆盘的圆柱面上添加一个高级夹具，约束圆6. 应用径向约束盘的径向位移。该约束只允许弹簧沿轴向压缩或伸长，且只能绕纵向轴转动，如图所示。7. 施加压力对采用径向约束的圆盘端面添加的压力。8. 划分网格并运行分析使用【高】品质单元划分网格。保持默认的【单元大小】为， 【公差】为 显示x方向的位移。9. 如图2所示，图解显示轴向位移结果为。轴线方向为x方向图添加夹具图解图 位移图解计

3、算得到的弹簧的轴向刚度为 m (k=f/x)以下为对该弹簧零件的疲劳分析首先生成一个新的疲劳算例，命名为“疲劳分析”。1.定义S-N曲线在Simulation管理器中右键单击门卜匸苛，在弹出的菜单中选择“添加事件”，如图所示。目禅藍疲劳分析删除所有匹） 亘制©图 选择“添加事件” 单击“添加事件”后，在弹出的管理器里根据图添加事件。使所加载的力值 为，单击“确定”图标完成事件属性的设置。图2-2新添事件属性（3）定义S-N曲线1）在Simulation管理器中右键单击“spring copy”，在弹出的菜单中选择“应用/编辑疲劳数据”，如图所示吐忙戟|+匸结果诟顶图 选择“应用/编辑

4、疲劳数据”2）右键单击“应用/编辑疲劳数据”后弹出“材料”属性管理器。在“材料” 管理器中的“疲劳SN曲线”栏中按图2-4所示设置。套性 汙書丸曲茂 冷却皆 外辄SlET-t：弓丘. 曲伽别8耐曾：恢1：I- AUHiflttUfiLU：'!两豪干"贬卓丘U押|折Z O港干QEL規住螂GJE力E皿i3)叩歸椎迪 財啓汕m二曲丄JRfliJL :i应闫g |去归| |国豆|" “|卡门IL图2-4定义疲劳S-N曲线3)单击图2-4中的“视图”按钮，系统显示出S-N曲线，图2-5所示如图2-5 S-N曲线2.划分网格(1) 改变参数后需要重新生成网格。在Simulati

5、on管理器中选择“弹簧疲劳分析”算例，右键单击“网格”文件， 在弹出的菜单中选择“生成网格”，如图2-5所示。这时系统会弹出一个警告 信息：“重新网格化将删除算例的结果：研究 1”，如图2-6所示。单击“确 定”按钮关闭信息窗。- ' - - B-f P導1r色为网楮化简化模型pit生成网格亀).加网格并运疔®图选择“生成”1Al SivuLat ion!、重新阿格化将卅時算厕的踣杲:研究1.确定取消图警告信息窗(2) 单击“确定”按钮后弹出“网格”属性管理器，在“高级”选项里设定“雅 可比点”为“ 4点”，其他采用默认设置，再单击“确定”“图标按钮完成网格参数设定。系统进行

6、网格化并显示网格化进展窗口。3. 运行分析(1) 重新网格化后需要重新运行分析。单击Simulation工具栏上的“运行”图标,(2) 单击“运行”图标后系统开始运行分析计算并弹出运行进度窗口。在成功的 运行静态分析之后，Simulation将在管理器中生成“应力”、“位移”、“应变”、“变形”和“设计检查”五个文件夹4. 进行疲劳分析(1)定义“研究2”项目属性在Simulation管理器中右键单击“研究2”，在弹出的菜单中选择“属性”， 如图所示。选择“属性”后系统弹出“疲劳”属性管理器，在“选项” 标签中选择“恒定振幅事件交互作用”为“随意交互作用”，选择“计算 交替应力的手段”为“对等

7、应力(von Mises)”。其他采用默认设置，如 图所示。单击“确定”按钮完成属性定义。细节图选择“属性”1x1rdlib 血 元®聞5Q OOQ耘土命红果立件夹选项IP.明1禮定显皓争件空空也用廷:随斂互偉<3充也作用壳淀利上謀P II曰 J r J . 1 -9JI T-?S_。助强度T1T3)对弄应力叩* M；L TP円/ t Hr平均| 虹 | 轉 |需进图定义“疲劳”属性(2)定义结果选项1)在Simulation管理器中右键单击1经皿 ，在弹出的菜单中选择“定义编辑”，如图所示2)选择“定义编辑”后系统弹出“结果选项”属性管理器，选择“疲劳计 算”为“整个模型”，

8、如图所示。单击“确定”曰图标按钮完成结果选 项定研究2 C_D £ ini t-)(理畫疲劳分祈 国应员蠡卜恒定振屁)结果选项定Q網掲)3 X复制©图 选择“定义/编辑”图“结果选项”属性管理器(3) 运行疲劳研究分析1) 在Simulation管理器中右键单击“研究2”，在弹出的菜单中选择“运 行”。2) 单击“运行”图标有系统开始运行分析计算并弹出运行进度窗口。 在系统成功的运行疲劳分析之后，Simulation将在管理器中生成结果 图解，如图所示。白直餡果肚囲解1卜损坏巧图生成结果图解5. 生命图解和损坏图解(1)定义生命结果图解1)在Simulation管理器中右键

9、单击丄图标，在弹出的菜单中选择“定义疲劳图解”。2)单击“定义疲劳图解”后系统弹出“疲劳图解”属性管理器，在“显 示”栏中选择“生命”，如图所示。其他采用默认设置，单击“确定” 按钮完成生命图解定义。图“疲劳图解”属性管理器(2)显示生命图解单击“确定”图标按钮后系统显示出生命图解，如图所示。从图解中可以看出，弹簧经过201310次拉伸后将出现疲劳。生命邕就厢耕.TS035. G00_ rorts sis_ &S4341 C25r 561863. 3384汕討离沏图生命图解(3) 显示损坏图解1)在Simulation管理器中右键单击“结果”文件夹内的“图解 1”,弹出的菜单中选择“显示”，如图所示-旦结累-凹踣果社图解£ L主命-图选择“显示”2）选择“显示”后系统显示出损坏图解，如图所示。从图解中可以看（4）定义安全系数结果图解1）在Simulation管理器中右键单击“结果”图标，在弹出的菜单中