应用SolidWorks和ANSYS的零件有限元分析对比

1、鬻32卷堰穗2007年6月广瑟大攀攀摄(鑫然秘学激Journal of Guangxi University(Nat Sci EdV01.32.Sup.june,2007文滚编号;100l一?44S(2007增一0004一e4应用SoiidWorks和ANSYS的零件有限元分析对比常虹1,时杉杉1,宁圈河2(1。广鼗大学枕械工程学院,广匿赢宁530004;2。jE索金万众科技发展容限公霹,北京100097摘要:剩瘸有限元分析技术,爆户可l三了解零部件满废力豹分枣.Sol试works佟海兰缀CAD软捧的健裘,提供了稻应的eAE秘能,本文就So懑Works与ANSYS对零彳串进彳亍有限元分析对魄,

2、并对络果遂行专门探讨。关键词:SolidWorks;ANSYS;有限元分析串图分类号:T122文献橼识码:ASolidWo纛s是基蓠主流的三维枫戳CAD软件之一。它不仅有强大憋三傻特征建援糠二维工程爨的生成等基本功麓,而且逐拥有丰富的第三方筒支持软件,可以实现加工、分析、仿真、逆向工程等工程应用.由于其优越性能价格比,是中小企业酋选的机械设计平台nAKSYS蹩美罄ANSYS公霹开发的大型逶粥有限嚣分析软俘,是融结构、流体、电场、磁场、声场分析予一体,以有限元分析为基础的大型通用CAE软件,软俘主要包括了3部分,前处理模块、分析计算摸浃、矗处疆模块,并显舞发了与c藕软件(翔pro压,UG等的数据

3、接鼙.本文专门就Solidworks与ANSYS在工程分析方面的应用进行对比.王实侧分析 如图l掰示,是一个援架支鹿模型示意图,单位均为m.支座内一个水平顶板、两个加强板和一个固定板组成,固定板上有4个固定孔,水平鹱摄沉孔环行螽阶露承受莲ooo pa熬均布蘧力,计算该藤力作用下整个结构上的总位移秘等效应力。慧知支瘗静奉|料属性为:弹性模量为2.1×1011Pa;泊松比为o.28;材料街度为7.8×10一6kg/m热3。零件尺寸为:水平顶板长0。6m,宽o。4m,辱0。04m;因定摄长0。4m,宽0。3m,厚0.02m;加强板嚣o。02m.固定板上4个固定孔赢径为回o.02m

4、,水平顶板沉孔环形螽直径分别为图1支座模溅图零0.1氇,釜。2m。1.1利用Sol试Works建模分析(1窟动SolidWoks避入邵辘,运咫将征命令进行建模。角支架模型及尺寸见图1.(2启动COSMOSXpress。选择“工具”一COSMOSXpress分析向导咀弹出COSM(SXpress对话框。羧羲骞期:2?一乓一2l;戆谨嚣鹚:200?一527作者简介:常虹(1981一,女,辽宁辽阳入,广西大学硕士研究生.增刊常虹:应用SolidWorks和ANSYS的零件有限元分析对比5选择“邃顼”一“单位体系”设委成s(国际单位,设鲞专孝瓣。在材料标签下,选择“镪”一“普逶碳镳”一“应用”.设置约

5、束:在约秉标签下,“设鼹约束名称”一“选择约束面”,在图形区域选择4个圣o.02的孔面.设置载荷:在载荷标签下,“压力”一“设置载荷名称”一“选择引用载荷的面”,在图形区域选择水平顶板沉孔环行台阶面,指定两力为4000Pa.运行分析:在分析标签下,选择“运行”开始零件分析.(3查看结果.通过结果标签显示零l譬分析结果.托染支座模鍪的应力、应变分布匿为豳2,图3。 圈2应力分布云图图3位移分布云图l。2剩用ANSYS建模分辑(1建立模型并进褥网格划分秘3.(2定义单元类型.选择Main Menu/Preprocessor/Element Type/Add/Eidt/Delete命令,弹出Elem

6、ent Type对话框,单击Add按钮,选择所需单元类型,再此选择Solid20node95.定义材料属性.选择Ma遮Menu/Prepfoeessor/Material Props/Materiai酝odels命令,在弹出的踣line M轾teri鑫l/Model Behaviot对话框巾,定义其密度、弹性模量、漓松愆.(3嫩成网格.选择Main Menu/Preprocessor/ Meshing/MeshTool命令,弹出Mesh对话框,选择智能网格划分器(Smart Sizing得有限元网格模型(冤墨4,(4添船约束和载荷添加约束:选择Main Menu/SoIution/Define

7、Loads/Apply/Structural/Displacement命令,选取4个垂o。02孔蘧,添加露约束ALL DOF.麓加载荷:选择釜涯ain皎e珏醢/Solution/Define乙oads/Apply/Structural/Pressure/On Areas命令,选取水平板台阶孔的环谳施加载荷.选择求解器:选择MainMenu/Solution/Aanlysis Type/Soln Control命图4角支架的网掐模型令,选择适合豹求鳃器。(5求解和后处理(凌着结果选择Main Menu/Solution/soIve/Current Ls命令,弹出信息检查窗口和求解确认窗口,确认无

8、误,即可关闭.单击OK开始分析计算,求解腐关闭并保存结果.选择Main Menu/Ge致eral Postproe腰lot Result/Contour/No如l Solu命令,在弹磁对话框中,选择Stress/Von Mises SEQV顼,显示节点上的Von Mises应力值(觅图5.也可选择霜的方法显示结暴.选择Nodal Solution/DOF solution/Di8playment vector sum项,最示总位移等值阁(见图6.6广西大学学报(自然科举版第32卷 图5等效威力等值图图6总位移等值图2结果对比曩Soli鑫W。rl【s菇分瞬按,共褥到节点14304个,单元?72个

9、,网格类型:实体睡格.蔫众NSYS鲻分网格共得到节点9879个,单元5173个.最大与最小应力,最大与最小位移见表1.表1计算结果分析表对单个零件丽言,毙较嚣释分辑结果,发现两者应力分帮基本摆同,最大变形位墨基本粳露,设在应力变形数值上面有偏差.最大应力相差近o.3MPa,最小应力相差近300Pa.SolidWorks对应力应变分析精确度不如ANSYS高,但对企业中结构简单、受力单一的零件比较适用.3结论<1COSMOSXpress设计分析结栗基予线性静态分据,虽材料设想凳丽象牲&.COSMOSXpress 仅仅为用户提供了一个简易的初步分析工舆,它仅支持对固态单实体零件的分析,

10、它不支持对装配体、表面模型或多实体零件的分析.此外COsMOSXpress约束形式单一,仅仅限于面约束,而载荷的形式过少,对于非均帮载荷以及作用予点或线的载荷均无法进行应力分析。(2ANSYS采震毒适波链珏一疆etho建技术,麓分豹有双元睡格单元较小,数基较多,它翡计算模块可进行线性分析、非线性分析和高度菲线性分析等.对于复杂零件可利用SolidWorks强大的实体造型和曲面造型功能建模,再将模型导入ANSYS进行有限元分析,利用计算机实现零件结构的设计和分析,从而使其结构更加合理.或者可利用COSMOSworks对零件进行更高级的分析.(3SolidWorks和ANSYS还可对零件稔结构进行

11、遴一步的优讫,从讴减轻重量,节约銮砉料,提高其经济性.参考文献:1提仁喜,鄹军,王仁广,等.Solidworks2005审文舨抚械设计高级应用实俄M.=l艺京:机械工煦蹴版桂,2005.2鬻乎华,裳涛,王渊蜂,等。sol撼worl【s2os孛文菠貔辕设诗露瓷吾爨M】。l窳:辊攘工建窭敝技,200s。3龚躇光.ANSYS工程应用塞例解析M.jk塞:机械工监出版弑,2003.4黄阳,罗湘燕.基于SolidWorks的机械零件的CAE技术研究J.机电产品开发与创新,2006,19(5:10卜102. 应用SolidWorks和ANSYS的零件有限元分析对比作者:常虹, 时杉杉, 宁国河, CHANG

12、 Hong, SHI Shan-shan, NING Guo-he作者单位:常虹,时杉杉,CHANG Hong,SHI Shan-shan(广西大学,机械工程学院,广西,南宁,530004,宁国河,NING Guo-he(北京金万众科技发展有限公司,北京,100097刊名: 广西大学学报(自然科学版英文刊名:JOURNAL OF GUANGXI UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION年,卷(期:2007,32(z1被引用次数:2次参考文献(4条1.阳平华;袁涛;王渊峰SolidWorks 2006 中文版机械设计时尚百例 20062.胡仁喜;郭军;王仁广Solid

13、Works 2005中文版机械设计高级应用实例 20053.黄阳;罗湘燕基于SolidWorks的机械零件的CAE技术研究期刊论文-机电产品开发与创新 2006(054.龚曙光ANSYS工程应用实例解析 2003本文读者也读过(9条1.郑彬.唐克伦.牟宗魁.ZHENG Bin.TANG Ke-lun.MU Zong-kui基于SolidWorks搅拌器叶片建模与ANSYS数据交换的研究期刊论文-煤矿机械2010,31(52.李宗坤.张宏洋.王建有.李永江.杨秋贵SolidWorks建模以及与ANSYS的接口问题探讨期刊论文-中国农村水利水电2007(93.田文涛.贺小华.Tian Wen-ta

14、o.He Xiao-hua SolidWorks与ANSYS软件数据交换文件应用研究期刊论文-现代制造工程2008(74.许行之.Xu Xingzhi基于SolidWorks、ANSYS的管道清灰机器人操作臂有限元分析期刊论文-机械传动2010,34(25.于兴军.宋广明.Yu Xingjun.Song Guangming基于ANSYS环境下建模与CAD/CAE系统导入实体模型的精度分析期刊论文-黑龙江八一农垦大学学报2010,22(46.王波.刘新颖基于SolidWorks COSMOS结构优化的有限元分析期刊论文-黑龙江科技信息2010(327.刘姣.李洪彬.钱丽娜.倪福生.许卫光.LIU Jiao.LI Hong-bin.QIAN Li-na.NI Fu-sheng.XU Wei-guang基于SolidWorks与ANSYS的挖泥船绞刀有限元分析期刊论文-机械设计与研究2010,26(38.时公贺.梁岗.SHI Gonghe.LIANG Gang基于SolidWorks和AN