产品三维造型及结构设计：SolidWorks2024中文版应用教程 第2版 课件 模块七 学习单元1 简支梁的应力分析

学习单元1简支梁的应力分析主讲人王庭俊

模块七有限元分析《产品三维造型及结构设计》本单元的教学目标掌握软件自带有限元分析工具的初步使用

2学习应力分析、压杆稳定等操作1模块七有限元分析学习单元1简支梁的应力分析图样及建模分析对如图所示的简支梁模型施加5000N的压力，判断简支梁结构是否安全，并求出最大变形量；其中简支梁的材料为合金钢。学习单元1简支梁的应力分析建模分析步骤学习单元1简支梁的应力分析查看结果创建简支梁模型启动SolidWorksSimulationXpress设置材料设置夹具通过研究一个简支梁的应力分析来说明SolidWorksSimulationXpress的应用。施加载荷生成网格运行算例生成报表1.创建简支梁模型①新建模型文件，设置文档属性。②绘制如图所示的草图，拉伸10mm厚度，得到凸台-拉伸1，结果如图所示。学习单元1简支梁的应力分析1.创建简支梁模型③绘制如图所示的草图，拉伸5mm厚度，得到凸台-拉伸2，结果如图所示。学习单元1简支梁的应力分析④镜像凸台，选择右视基准面为镜像面，操作如图所示。2．启动SolidWorksSimulationXpress①如果初次激活时没有【Simulation】工具选项，需要启动该插件。方法一：点击菜单栏【选项】按钮右侧倒三角，点击“插件…”，在弹出的对话框中勾选“SOLIDWORKSSimulation”，此时就出现了【Simulation】工具选项按键和【Simulation】菜单项。点击【新算例】工具按键，则生成新算例，操作如图所示。学习单元1简支梁的应力分析2．启动SolidWorksSimulationXpress①如果初次激活时没有【Simulation】工具选项，需要启动该插件。方法二：在命令管理器区域右击鼠标，打开“选项卡(T)”选项，点击【SOLIDWORKS插件】工具选项，然后点击【SOLIDWORKSSimulation】工具按键，激活【Simulation】工具选项，操作如图所示。学习单元1简支梁的应力分析小贴士：在菜单栏上，‌选择“工具”菜单，在下拉菜单中，‌找到并点击“Xpress产品(X)”选项并点击“SimulationXpress”选项，‌SimulationXpress向导随即开启，就可以开始使用SimulationXpress进行应力分析或其他相关模拟分析。2．启动SolidWorksSimulationXpress②出现算例属性对话框，选择默认的“静应力分析”类型，在名称选项中输入“简支梁静应力分析”，点击确认，操作如图所示。学习单元1简支梁的应力分析小贴士：当载荷应用于物体上时，物体发生变形，载荷的作用将传到整个物体上，外部载荷会引起内力和反作用力，使物体进入平衡状态。静应力分析计算在应用载荷作用下的位移、应变、应力和反作用力。3．设置材料点击【应用材料】工具按键，选择合金钢材料，操作如图所示。学习单元1简支梁的应力分析小贴士：此处的“设置材料”操作步骤也可以在零件建模时完成。小贴士：在“材料属性”选项中，红色字体显示的参数为应力分析必须的性能参数。4．设置夹具点击【夹具顾问】下方的倒三角，在弹出的选项中点击【固定几何体】工具按键，弹出的【夹具】属性对话框，“夹具的面/边线/顶点”底部左右两个底面，操作如图所示。学习单元1简支梁的应力分析5．施加载荷①施加外部载荷-力。点击【外部载荷顾问】下方倒三角，在弹出的选项中点击【力】工具按键，弹出的【力/扭矩】属性对话框，选择默认的“力”选项，“法向力的面”选择上表面，“力值”输入5000N，点击确认，操作如图所示。学习单元1简支梁的应力分析5．施加载荷②施加外部载荷-引力。点击【外部载荷顾问】下方的倒三角，在弹出的选项中点击【引力】工具按键，弹出的【力/扭矩】属性对话框，“方向的面”默认的“上视基准面”，“应用地球引力”为默认的“9.81m/s2”，点击确认，操作如图所示。学习单元1简支梁的应力分析6．生成网格点击【运行此算例】下方的倒三角，在弹出的选项中点击【生成风格】工具按键，调整【网格密度】滑条至“良好”位置，点击确认，生成网格，操作如图所示。学习单元1简支梁的应力分析7．运行算例经过以上步骤，软件已收集到进行零件分析的所必需信息，现在可以计算位移、应变和应力云图了。点击【运行此算例】工具按键，可得到应力云图和位移云图。最大应力为2.092×108Pa(209.2MPa)，小于屈服应力6.204×108Pa(620.4MPa)，安全系数为6.204/2.092=2.97，可见简支梁是安全的；学习单元1简支梁的应力分析学习单元1简支梁的应力分析小贴士：变形比例为图示放大变形效果的倍数，夸大变形效果是为了方便观察。7．运行算例同时，最大变形是3.308×10-1mm(0.3308mm)，变形不超过0.5mm，变形量也很小。8．查看并保存结果右击“结果”，可选择保存所有图解为JPEG或eDrawings格式，可以让对方不需要安装软件即可打开查看分析结果，如图所示。学习单