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第18章 solidworks装配体有限元分析实际综合应用

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    当分析一个装配体时,需要考虑各零部件之间是如何接触的,这样才能保证创建的数学模
型能够正确计算接触时的应力和变形。
 下面以图18.1所示的装配模型为例.介绍装配体的有限元分析的一般过程。

装配体分析

    如图18.1所示是一简单机构装置的简化装配模型.机构左端面固定,当20000N的拉力作
用在连杆右端面时,分析连杆上的应力分布。设计强度为I50MPa,
 打开模型文件.新建算例
 打开文件D:\sw 140一\\worklchI8\asm analysis.SLDASM.
 新建一个算例。选择下拉菜单命令.系统弹出“算
例”对话框。
 定义算例类型。在“算例”对话框的区域中单击“静应力分析”按钮.输
入算例名称为asm analysis.即新建一个静态分析算例。
 单击对话框中的按钮,完成算例新建。
 应用材料
 选择T拉菜单命令.系
统弹出“材料”对话框。
 在对话框中的材料列表中依次单击前的节点,
然后在展开列表中选择材料。
单击对话框中的按钮.将材料应用到模型中。
 单击对话框中的按钮,关闭“材料”对话框。
添加夹具;
 选择T拉菜单命令.系统弹
出图18.2所示的“夹具”对话框。
 定义夹具类型。在对话框中的区域下单击按钮,即添加固定几
何体约束。
 定义约束面。在图形区选取图18.3所示的3个圆柱面为约束面,即将该面完全固
定。



单击对话框中的按钮,完成夹具的添加

夹具对话框选取固定面

添加外部载荷
选择下拉菜单命令.系统弹出
“力/扭矩”对话框。
 定义载荷面。在图形区选取图18.4所示的模型表面为载荷面。
 定义力参数。在对话框的区域的文本框中输入力的大小值为20000N.
选中单选项.选中复选框,调整力的方向,其他选项采用系统默认设置值。
 单击对话框中的按钮.完成外部载荷力的添加。

定义载荷面

设置全局接触
    对于装配体的有限元分析.必须考虑的就是各零部件之间的装配接触关系.只有正确添加
了接触关系.才能够保证最后分析的可靠性。该实例中底座和连杆之间是用一销钉连接的,三
个零件之间两两接触.所以要考虑接触关系。
 在算例树中右击下的下的选项,在
弹出的快捷菜单中选择命令,系统弹出图18.5所示的“零部件相触”面组。
 在对话框的区域中选中单选项,取消选中单选项.然
后激活区域的文本框,在图形区选取三个零件作为接触零部件.单击对话框中的按钮。
    图18.5所示的“零部件相触”对话框中各选项说明如下:
    ·区域主要选项说明如下:
    ·单选项:选中该单选项,表示两个接触的时象只接触但不能相互穿
            透(相交)。
    ·单选项:选中该单选项.表示两个接触的对象接触之间无间隙.
    ·单选项:选中该单选项.表示两个接触的时象之间是可以贯通的.
    ·区域主要选项说明如下:
      ·复选框:选中此复选框,启用全局接触.
    ·区域主要选项说明如下:
      ·单选项:选中此单选项,在划分网格时,各接触时象之间的网格
是兼容的。
·单选项:选中此单选项,在划分网格时,各接触对象之间的网格
是不兼容的.

零部件相触对话框

划分网格
    模型在开始分析之前的最后一步就是网格划分,模型将被自动划分成有限个单元,默认情
况下.Solid Works Simulation采用中等密度网格.在该实例中.我们对网格进行一定程度的细化.
目的就是使我们的分析结果更加接近于真实水平。
 选择下拉菜单命令.系统弹出图
18.6所示的“网格”对话框。
 设置网格参数。在对话框中选中区域.选中单选项.然后在
文本框中输入单元大小为4,
 单击对话框中的按钮,完成网格划分,结果如图18.7所示。
 运行分析
网格划分完成后就可以进行解算了。
 选择下拉菜单命令系统弹出图18.8所示的对话框.
显示求解进程。
求解结束之后,在算例树的结果下面生成应力、位移和应变图解,如图18.9所示。

网格对话框网格划分
求解对话框模型树

查看分析结果
在算例树中右击,在弹出的快捷菜单中选择命令,系统
显示图18.10所示的应力图解。

应力图解

在算例树中右击,在弹出的快捷菜单中选择命令,系统显
示图18.11所示的位移(合位移)图解。

位移图解

在算例树中右击,在弹出的快捷菜单中选择命令,系统显
示图18.12所示的应变(等量)图解。

应力图解

    本范例中希望了解是否有超过设计许用应力150MPa的vonMies应力存在.为了判断
vonMises应力是否超过最大值.可以更改图解选项。
  在算例树中右击,系统弹出图18.13所示的快捷菜单,在弹出的快捷菜
单中选择命令.系统显示图18.14所示的“图表选项”对话框。

快捷菜单图标选项对话框

    在对话框中的区域中选中单选项.设盆最小值为0.最大值为150MPa。此
时应力图解结果如图18.15所示。从应力图解中可以看出。没有超出许用应力的地方.表示设计
是合理的。

应力图解

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