Simulation教程(4章)

1、承蒙 sanarus medical 提供圖片sw-simulation教程 第四章 冷縮配合長(zhǎng)沙凱士達(dá)信息技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司cae工程師:謝莉2 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。學(xué)習(xí)內(nèi)容 對(duì)稱(chēng)約束的運(yùn)用 分析冷縮配合裝配體 使用edrawing格式給出分析結(jié)果 在“什么錯(cuò)”的幫助下查找問(wèn)題 使用解算器選項(xiàng)消除剛體模式3 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。知識(shí)點(diǎn) 對(duì)稱(chēng)約束 利用對(duì)稱(chēng)約束可簡(jiǎn)化模型，減少分析和求解時(shí)間 對(duì)稱(chēng)要求幾何體、約束、載荷及材料屬性是對(duì)稱(chēng)的。4 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。知識(shí)點(diǎn) 對(duì)稱(chēng)約束 對(duì)稱(chēng)和鏡面映象是相

2、同的。然而對(duì)于邊界面是用作鏡子來(lái)想象的，這樣所映照出的圖像會(huì)成為什么樣子是很容易弄明白的。現(xiàn)在對(duì)有關(guān)對(duì)稱(chēng)于y-z面的情況來(lái)作說(shuō)明。5 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。知識(shí)點(diǎn) x方向的位移約束x方向方向的位移約束的位移約束y方向方向的旋轉(zhuǎn)約束的旋轉(zhuǎn)約束z方向方向的旋轉(zhuǎn)約束的旋轉(zhuǎn)約束 對(duì)稱(chēng)約束6 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。知識(shí)點(diǎn) 實(shí)體網(wǎng)格 對(duì)稱(chēng)約束7 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。知識(shí)點(diǎn) 對(duì)稱(chēng)約束 對(duì)于殼模型，對(duì)稱(chēng)要求應(yīng)防止與對(duì)稱(chēng)基準(zhǔn)面重合的面沿法向移動(dòng)和相對(duì)于其它兩個(gè)正交方向旋轉(zhuǎn)。 注意注意:不能直接使用對(duì)稱(chēng)約束，因?yàn)閷?duì)稱(chēng)

3、約束只能作用于面，需手工添加。8 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。知識(shí)點(diǎn) 接觸應(yīng)力 兩個(gè)接觸物體相互擠壓時(shí)在接觸區(qū)及其附近產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)力。 機(jī)輪、滾動(dòng)軸承機(jī)輪、滾動(dòng)軸承、齒輪齒輪和凸輪凸輪等零件零件，在較高的接觸應(yīng)力的反復(fù)作用下，會(huì)在接觸表面的局部區(qū)域產(chǎn)生小塊或小片金屬剝落，形成麻點(diǎn)和凹坑，使零件運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲增大，振動(dòng)加劇，溫度升高,磨損加快,最后導(dǎo)致零件失效。因此設(shè)計(jì)這類(lèi)零件時(shí)，必須考慮接觸強(qiáng)度，包括接觸靜強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度。 9 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。案例分析 項(xiàng)目描述 一外徑為2.391的輪子承受一內(nèi)徑為2.382inin的輪轂的壓力 目

4、的：求出von mises應(yīng)力 hoop（圓周向）應(yīng)力 接觸應(yīng)力輪子輪子輪轂輪轂10 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。案例分析 關(guān)鍵步驟 對(duì)稱(chēng) 壓縮特征 使模型穩(wěn)定 定義接觸 圖解顯示結(jié)果11 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。教學(xué)案例 分析流程 選擇模型的1/8部分進(jìn)行分析 壓縮圓角特征 創(chuàng)建靜態(tài)算例 設(shè)定選項(xiàng) 單位設(shè)定為：（ips） 材料屬性 hub:普通碳鋼 rib：合金鋼 對(duì)稱(chēng)約束 選擇各對(duì)稱(chēng)面12 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。教學(xué)案例 分析流程 消除模型的剛體模式 對(duì)稱(chēng)約束的施加后，模型仍可沿軸向運(yùn)動(dòng)，因此它還具有軸

5、向的剛體運(yùn)動(dòng)。為限制模型剛體運(yùn)動(dòng)，需添加約束。 使用參考幾何體 參考基準(zhǔn)面 參考軸 模型面 模型邊線13 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。教學(xué)案例 分析流程 冷縮配合接觸 在沒(méi)有外力施加到模型的情況下，冷縮配合也將在零件中產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。這些零件在起初都具有干涉。 劃分網(wǎng)格 運(yùn)行分析14 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。教學(xué)案例 分析流程 圖解顯示von mise應(yīng)力15 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。教學(xué)案例 分析流程 在局部坐標(biāo)系中圖解顯示結(jié)果 sx徑向的應(yīng)力分量 sy周向的應(yīng)力分量 sz軸向的應(yīng)力分量16 2007 sol

6、idworks corp. 機(jī)密文件。教學(xué)案例 分析流程 sy_圓周應(yīng)力17 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。教學(xué)案例 分析流程 sx接觸應(yīng)力18 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。教學(xué)案例 分析流程 cp接觸應(yīng)力19 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。教學(xué)案例 保存圖解 結(jié)果保存所以圖解為edrawing、jpeg文件 20 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。教學(xué)案例 帶軟彈簧分析 軟彈簧 本例中冷縮配合接觸條件的所有載荷都是平衡的。然而在有限元分析時(shí)，一個(gè)小的精度問(wèn)題，數(shù)值錯(cuò)誤或網(wǎng)格布對(duì)稱(chēng)都會(huì)使模型在軸向產(chǎn)生

7、不可控的剛體運(yùn)動(dòng)，在這種情況下課通過(guò)軟彈簧選項(xiàng)來(lái)穩(wěn)定模型。不穩(wěn)定的自不穩(wěn)定的自平衡模型平衡模型固定彈簧固定彈簧21 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。教學(xué)案例 帶軟彈簧分析 分析流程 創(chuàng)建新算例 壓縮軸向約束 選擇軟彈簧選項(xiàng)來(lái)穩(wěn)定模型 “屬性”“使用軟彈簧使模型穩(wěn)定”，同時(shí)選擇“direct sparse”解算器 運(yùn)行分析22 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。 學(xué)員也可嘗試學(xué)員也可嘗試“慣性卸除慣性卸除”選項(xiàng)來(lái)分析選項(xiàng)來(lái)分析 慣性卸除通過(guò)添加人造平衡來(lái)消除沿著無(wú)約束方向的載荷 重力、離心力或某些熱力載荷已定義時(shí)，該選項(xiàng)不應(yīng)當(dāng)用穩(wěn)定分析的目的。注意：注意

8、：只有當(dāng)模型是自平衡的，或外部載荷的凈值很小時(shí)，軟彈簧和慣性卸除方有效。23 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件?？偨Y(jié) 關(guān)鍵步驟 對(duì)稱(chēng)：判斷模型是否對(duì)稱(chēng) 壓縮特征：壓縮對(duì)分析沒(méi)有影響的特征 使模型穩(wěn)定：消除剛體運(yùn)動(dòng) 定義接觸：冷縮配合 圖解顯示結(jié)果；圓周坐標(biāo)系24 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。課后練習(xí)（鏈扣） 項(xiàng)目描述 求解鏈條中力與伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系 關(guān)鍵技術(shù) 對(duì)稱(chēng) 剛體模式 軟彈簧25 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。課后練習(xí)（鏈扣） 操作步驟 打開(kāi)文件“roller chain” 切換至配置“l(fā)ink-full-soft s

9、prings” 應(yīng)用材料：aisi 304套筒套筒月牙板夾板月牙板夾板銷(xiāo)釘銷(xiāo)釘滾筒滾筒月牙板夾板月牙板夾板26 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。課后練習(xí)（鏈扣） 操作步驟 添加接觸（24個(gè)面） 在每個(gè)相同的鏈扣組件間的接觸為【結(jié)合】 （8） 在內(nèi)部鏈和外部鏈之間的接觸為【無(wú)穿透】 （16）27 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。課后練習(xí)（鏈扣） 操作步驟 添加接觸 全局接觸：結(jié)合 查找相觸面組：無(wú)穿透 刪除8組接觸面28 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。課后練習(xí)（鏈扣） 操作步驟 施加載荷 4個(gè)面，添加200n載荷 邊界條件 理論

10、上來(lái)說(shuō)，這是個(gè)自平衡系統(tǒng)，不需要約束。在此使用軟彈簧使模型穩(wěn)定，direct sparse 劃分網(wǎng)格 運(yùn)行分析29 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。課后練習(xí)（鏈扣） 操作步驟 顯示位移圖解 模型在拉伸的同時(shí)還存在旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)的原因： 網(wǎng)格并不完全對(duì)稱(chēng) 模型在空間上沒(méi)有固定30 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。課后練習(xí)（鏈扣） 操作步驟 顯示應(yīng)力圖解31 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。課后練習(xí)（鏈扣） 操作步驟（算例（算例2）采用軸向?qū)ΨQ(chēng)的約束求解該問(wèn)題）采用軸向?qū)ΨQ(chēng)的約束求解該問(wèn)題 復(fù)制算例 修改載荷 編輯載荷，使作用力只加載到

11、一個(gè)方向 添加夾具 對(duì)移除力的面加載一個(gè)【滾柱/滑竿】的夾具，約束模型在x方向的位移 劃分網(wǎng)格 運(yùn)行分析32 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。課后練習(xí)（鏈扣） 操作步驟（算例（算例2）采用軸向?qū)ΨQ(chēng)的約束求解該問(wèn)題）采用軸向?qū)ΨQ(chēng)的約束求解該問(wèn)題 圖解顯示位移 因?yàn)楝F(xiàn)在只有一個(gè)方向的位移，故位移的大小為上一算例的兩倍。且這次不存在旋轉(zhuǎn)位移。33 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。課后練習(xí)（鏈扣） 操作步驟（算例（算例2）采用軸向?qū)ΨQ(chēng)的約束求解該問(wèn)題）采用軸向?qū)ΨQ(chēng)的約束求解該問(wèn)題 圖解顯示應(yīng)力 要獲得精確應(yīng)力的結(jié)果，需細(xì)化網(wǎng)格，提高應(yīng)力質(zhì)量34 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。課后練習(xí)（鏈扣） 操作步驟（算例（算例3）細(xì)化網(wǎng)格）細(xì)化網(wǎng)格 復(fù)制網(wǎng)格 細(xì)化網(wǎng)格 高品質(zhì)，網(wǎng)格單元1mm 查看網(wǎng)格 網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)超過(guò)90000，求解時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。35 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。課后練習(xí)（鏈扣） 操作步驟（算例（算例4）使用對(duì)稱(chēng)約束）使用對(duì)稱(chēng)約束 對(duì)稱(chēng)性分析36 2007 solidworks corp. 機(jī)密文件。課后練習(xí)（鏈扣） 操作步驟 切換配置linke-symmetry 1/8模型