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13.2 实例分析:悬臂支架
    本例将采用不同的网格划分技术来分析一个悬臂支架,模型如图13-1所示。

悬臂支架模型
分析中将使用对称的边界条件,这样只需要分析模型的一半,从而加快求解速度。
首先,本例使用和前面章节中相同的方法创建一套网格。这对应着标准求解方法,而结果来自算例standard。
因为本章中需要使用3种不同的求解方法,算例standard的结果将作为对比的基准。
    1)标准求解方法。
    2) h-自适应求解方法。
    3) p-自适应求解方法。
 
13.2.1 项目描述
    一个中空的悬臂支架,在其背面施加固定支撑。大小为22 OOON的均布载荷施加在围绕圆柱孔的分割面上,如图13-2所示。

模型约束及载荷
本例需要了解最大Yon Mises应力的大小和位置。
 
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操作步骤
    步骤1 打开零件
    打开文件夹“SOLIDWORKS Simulation \ Lessonl3 \ Case Studies \ Support Bracket”下的零件“support bracket”。
    步骤2 激活symmetry配置
    激活名为“symmetry”的配置。
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13.2.2 几何体准备
    注意对支架的几何形状作了简化以便于网格划分,外部的装饰圈已经被压缩了。尽管这些细节并不
足以复杂到使划分网格或求解产生困难的程度,但这样做是为了强调对于复杂模型而言简化经常是必须的。
    I.对称 由于支架的几何形状、载荷和支撑的对称性,可以只取1/2的模型以简化有限元模型,如图13-3所示。

对称模型
 
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    步骤3 创建算例
  单击【静应力分析】,创建一个名为“standard”的静应力分析算例.单击【确定】
。当比较不同的求解方法时,这个算例将提供一个参考结果。算例名称“standard”反映
了使用“常规”解决方法,即解算过程中网格不发生变化。这也是本培训教程前面几章使用的方法。
    材料属性(AISI 304)已经在SOLIDWORKS中预先定义并经过SOLIDWORKS Simulation自动转换得到。
    步骤4 施加载荷
    单击【力】主,在孔周围的分刻面施加11 OOON的力,如图13-4所示。注意仅施加一半大小的力.因为模型只是原几何体的一半。单击【确定】。

施加载荷
    步骤5 在支架背面施加固定几何体的夹具
单击【固定几何体】,选择背面,单击【确定】,如图13-5所示。

施加约束
    步骤6 施加对称边界条件
    单击【对称】,对刽面施加【对称】边界条件,单击【确定】,知图13-6所示。

施加对称边界条件
    步骤7 划分算例standard中的网格
  单击【划分网格】,使用默认单元大小生成【高】品质单元网格,使用【基于曲率的网格】,单击【确定】,如图13-7所示。

划分网格
    注意这里采用均匀单一的单元大小,不需要定义局部网格控制。
    步骤8 运行分析
    单击【运行】,对算例“standard”运行求解。为验证预期的对称边界条件,动画显示一个结果
图解。当模型变形时.确认施加对称边界条件的面恒为平面,且在对称平面的法向上无移动。
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    2. h-自适应求解方法 在解释【h-自适应】求解方法前,应了解有限元分析的结果依赖于模型是如何划分网格的。
 
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    从前面的观察可知,有限元分析所关心的焦点是离傲方法的选择。因此,改变网格参
数(全局或局部网格控制)将影响有限元分析结果。这是因为不同的网格(不同的离散选
项)会导致不同的离散误差。
    离散误差可以通过系统化地改变网格,并研究对感兴趣区城的影响来枯计。这一过程
称为“收敛过程”。
    一种网格系统变换的方法是通过细化网格改变单元格尺寸来实现的。因为h表示单元
尺寸特征,所以通过网格细化的收效过程称为“h收敛过程”,如图1-24所示。在该过程
中,单元尺寸逐渐减小。
    用户可以回顾本书的第1章和第2章中介绍的h收数过程。
    在第1章中,均匀的细化模型意味着整个模型用相同尺寸的单元网格划分。在第2章中
只在需妥的地方用网格控制细化网格。
    第I章与第2幸中的收效过程需要用不同的网格定义模型、运行分析和总结结果。这些
练习可促进了解,但是单调乏味。现在使用【h-自适应】求解方法以自动进行h收敛过程。
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