單擊選項(xiàng)以選擇首選的默認(rèn)單位體系,并指定保存分析結(jié)果的文件夾。如果的機(jī)器上安裝了 SolidWorks Simulation,必須將之從兼容軟件產(chǎn)品的插件列表中清除,以訪問 SimulationXpress。
分析步驟
使用 SimulationXpress 完成分析需要以下五個(gè)步驟:
1.定義零件的材料
2.應(yīng)用夾具
3.應(yīng)用載荷
4.分析零件
5.(可選)優(yōu)化零件
6.查看結(jié)果
對多個(gè)文檔使用 SimulationXpress
僅可將 SimulationXpress 用于活動(dòng)的零件文檔。如果創(chuàng)建新零件文檔或使用打開 SimulationXpress 處于活動(dòng)狀態(tài)的現(xiàn)有文檔,程序會(huì)自動(dòng)保存分析信息,然后結(jié)束當(dāng)前的分析過程。
SimulationXpress 用戶界面
指派材料
零件的反應(yīng)取決于其所構(gòu)成的材料。程序必須知道零件材料的彈性屬性。通過從材料庫選擇一材料而給零件指派材料。SolidWorks 中的材料有兩組屬性,即視覺和物理(機(jī)械)。程序只使用物理屬性。SolidWorks 帶有一具有定義的材料屬性的材料庫。可在使用 SimulationXpress 時(shí)或在開始前將材料指派給零件。如果想指派給零件的材料不位于材料庫中,退出 SimulationXpress,將所需材料添加到庫,然后重新開啟 SimulationXpress。
如果使用材質(zhì)編輯器指派材料到零件,材料將在 SimulationXpress 中出現(xiàn)。
材料可以是各向同性、正交各向異性、或各向異性。SimulationXpress 只支持各向同性材料。
各向同性材料
如果材料的機(jī)械屬性在所有方向上都相同,則該材料為各向同性。各向同性材料可以具有均勻或非均勻的微觀結(jié)構(gòu)。例如,盡管鋼的微觀結(jié)構(gòu)為非均勻的,但鋼表現(xiàn)出各向同性行為。
各向同性材料的彈性屬性由彈性模量 (EX) 和泊松比 (NUXY) 定義。如果不定義 NUXY 的值,程序會(huì)假定 0 值。
各向異性材料(Anisotropic Material)
如果在不同方向上材料的機(jī)械屬性也不同,則此材料稱為各向異性材料。常規(guī)而言,各向異性材料的機(jī)械屬性對于任何平面和軸都不對稱。正向性材料有時(shí)也稱為各向異性材料。
欲在 SimulationXpress 中指派/修改零件材料:
1.在材料標(biāo)簽上擴(kuò)展所需材料等級。
2.為零件選擇一材料。
3.單擊應(yīng)用。
當(dāng)前材質(zhì)顯示新的材料名稱
在 SolidWorks Simulation 中,還可以可進(jìn)行以下工作:
1.定義正交各向異性和各向異性材料。
2.使用非線性分析來模擬多種材料的性能。例如,塑料、土壤、泡沫,等等。
3.創(chuàng)建自己的材料庫或添加新材料至 SolidWorks 材料庫。
4.定義依賴于溫度的材料屬性。
5.定義多達(dá) 50 層的復(fù)合殼體,每項(xiàng)都帶有不同的各向同性和正交各向異性材料。受支持的復(fù)合體包括:對稱層狀地板、非對稱層狀地板、以及夾層合成物。
應(yīng)用夾具
在夾具選項(xiàng)卡中,可以定義固定約束。每個(gè)約束可以包含多個(gè)面。受約束的面在所有方向都受到約束。必須至少約束零件的一個(gè)面,以防由于剛性實(shí)體運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致分析失敗。
應(yīng)用約束至模型:
1.單擊下一步往下繼續(xù)。
2.鍵入夾具的名稱或接受默認(rèn)名稱。
3.在圖形區(qū)域中,單擊要約束的面。
4.單擊下一步。
5.單擊下一步。
載荷標(biāo)簽出現(xiàn)。
在 SolidWorks Simulation 中,還可以進(jìn)行以下工作:
1.應(yīng)用夾具至邊線和頂點(diǎn)。
2.防止所選實(shí)體在各個(gè)所需方向發(fā)生運(yùn)動(dòng)。
3.在各個(gè)方向上都指定位移零點(diǎn)(不移動(dòng))或規(guī)定的位移值。
4.指定對稱條件。此選項(xiàng)讓只分析模型的一部份即可使用對稱。
5.指定滑動(dòng)條件,在此條件下,平面或非平面可以滑動(dòng),但無法沿垂直方向移動(dòng)。
6.在分析庫中保存普通夾具供將來使用。
應(yīng)用載荷
在載荷選項(xiàng)卡上,可以應(yīng)用力和壓力載荷至模型的面。可以應(yīng)用多個(gè)力至單個(gè)或多個(gè)面。應(yīng)用力載荷:
1.單擊下一步往下繼續(xù)。
2.選擇力并單擊下一步。
3.鍵入力的名稱或接受默認(rèn)名稱。
4.在圖形區(qū)域中,單擊所需的面,然后單擊下一步。
5.選擇:
與每個(gè)所選面正交,在垂直于每個(gè)所選面的方向應(yīng)用力。
與參考基準(zhǔn)面正交,以所選的參考基準(zhǔn)面方向應(yīng)用力。如果選擇此選項(xiàng),則必須在 FeatureManager 設(shè)計(jì)樹中選擇一個(gè)參考平面。
6.先選擇力的單位,然后鍵入力的數(shù)值。
所指定的力的數(shù)值即應(yīng)用至每個(gè)面。例如,如果選擇 3 個(gè)面并指定 50 磅的力,程序總共會(huì)應(yīng)用 150 磅的力(每個(gè)面 50 磅)。
7.如有必要,單擊反向來反轉(zhuǎn)力的方向。
8.單擊下一步。
力的列表框?qū)?huì)列出所定義的力。載荷選項(xiàng)卡上將會(huì)出現(xiàn)選中復(fù)選符號(hào)
9.單擊下一步。
分析標(biāo)簽出現(xiàn)。
壓力
可以應(yīng)用多個(gè)壓力至單個(gè)或多個(gè)面。程序垂直于每個(gè)面應(yīng)用壓力載荷。
要應(yīng)用壓力:
1.單擊下一步往下繼續(xù)。
2.選取壓力,然后單擊下一步。
3.鍵入壓力的名稱或接受默認(rèn)名稱。
4.在圖形區(qū)域中,單擊所需的面,然后單擊下一步。
5.先選擇壓力的單位,然后鍵入壓力的數(shù)值。
6.如有必要,單擊反向來反轉(zhuǎn)壓力的方向。
7.單擊下一步。
壓力的列表框?qū)?huì)列出所定義的壓力。載荷選項(xiàng)卡上將會(huì)出現(xiàn)選中復(fù)選符號(hào)
8. 單擊下一步。
分析標(biāo)簽出現(xiàn)。
在 SolidWorks Simulation 中,可進(jìn)行以下:
1.在任何方向應(yīng)用壓力。分布可以均勻,也可以不均勻。
2.應(yīng)用不均勻分布的載荷。
3.應(yīng)用重力載荷。
4.應(yīng)用離心力載荷(例如,旋轉(zhuǎn)機(jī)械)。
5.應(yīng)用軸承力。
6.應(yīng)用遠(yuǎn)程力。遠(yuǎn)程力是指在用假想剛性鏈接連接至零件的遠(yuǎn)程位置所應(yīng)用的力。
7.直接從 SolidWorks Motion 和 SolidWorks Flow Simulation 輸入載荷。
8.定義軸承、螺栓、邊焊、彈性支撐、固定螺栓、銷釘、剛性連接、點(diǎn)焊、彈簧、及彈簧-阻尼接頭。
9.應(yīng)用溫度至零件的不同位置。溫度的變化在零件中產(chǎn)生應(yīng)力。這些應(yīng)力稱為熱應(yīng)力。SolidWorks Simulation 可自動(dòng)讀取熱算例的溫度曲線圖并執(zhí)行熱應(yīng)力分析。
10.在分析庫中保存普通載荷供將來使用。
當(dāng)現(xiàn)有結(jié)果不屬于當(dāng)前幾何、材料、夾具或載荷時(shí),SimulationXpress 窗口左下角會(huì)出現(xiàn)更新按鈕。單擊更新即會(huì)重新分析模型并計(jì)算新結(jié)果。
欲分析零件:
1.閱讀顯示的信息,然后單擊下一步。
2.選擇:
是(推薦)以接受默認(rèn)網(wǎng)格設(shè)置(默認(rèn)單元大小和公差值)
不,我想更改設(shè)定以更改默認(rèn)網(wǎng)格設(shè)置。
3.單擊下一步。
如果選擇更改默認(rèn)設(shè)置,請鍵入所需值或者拖動(dòng)滑塊。默認(rèn)公差為指定單元大小的 5%。單擊下一步。
4. 單擊運(yùn)行。
當(dāng)分析完成時(shí),一復(fù)選符號(hào) 出現(xiàn)在分析標(biāo)簽上,且結(jié)果標(biāo)簽出現(xiàn)。
自動(dòng)網(wǎng)格化試驗(yàn)
SimulationXpress 在報(bào)告網(wǎng)格化失敗之前,會(huì)使用 3 種不同的單元大小自動(dòng)嘗試對模型進(jìn)行網(wǎng)格化。如果使用指定單元大小 (E) 網(wǎng)格化失敗,程序會(huì)使用 (0.80*E) 的單元大小嘗試進(jìn)行第二次零件網(wǎng)格化試驗(yàn),并使用 (0.64*E) 進(jìn)行第三次試驗(yàn)。
網(wǎng)格失敗診斷
實(shí)體模型的網(wǎng)格化由兩個(gè)基本階段組成。在第一階段,網(wǎng)格器將節(jié)放置于邊界上。此階段稱為曲面網(wǎng)格化。如果第一個(gè)階段成功,網(wǎng)格程序開始第二個(gè)階段,將在內(nèi)部生成節(jié),以四面單元填充體積,并將中側(cè)節(jié)放置于邊線上。
這兩個(gè)階段都會(huì)遭遇失敗。當(dāng)零件的網(wǎng)格化失敗時(shí),SimulationXpress 打開網(wǎng)格失敗診斷工具來幫助找出并解決網(wǎng)格化問題。此工具列舉引起失敗的面和邊線。若想高亮顯示網(wǎng)格化失敗的面或邊線,從清單中將之選擇。
在 SolidWorks Simulation 中,可進(jìn)行以下:
1.在模型的不同區(qū)域(網(wǎng)格控制)指定不同的單元大小。利用此功能,可以在模型的重要位置指定更小的元素尺寸,以提高結(jié)果的精確度。
2.從兩種不同解算器選擇來有效地分析不同類型和不同規(guī)模的問題。
3.無需指定夾具即可從 SolidWorks Motion 輸入載荷。
4.使用自適應(yīng)方法自動(dòng)提高應(yīng)力分析解法的精確度。
優(yōu)化零件
在優(yōu)化標(biāo)簽上,可在分析標(biāo)簽上完成了應(yīng)力分析后進(jìn)行優(yōu)化分析。軟件嘗試在滿足特定準(zhǔn)則的同時(shí)為一個(gè)模型尺寸為查找優(yōu)化值。例如,可查找橫梁的優(yōu)化長度,這樣橫梁中的 von Mises 應(yīng)力不超過所指定的值。
查看結(jié)果
完成分析后,可以查看結(jié)果。
結(jié)果選項(xiàng)卡上的選中符號(hào) 表示結(jié)果存在,并且可以查看當(dāng)前的幾何、材料、夾具及載荷。
當(dāng)現(xiàn)有結(jié)果不屬于當(dāng)前幾何、材料、夾具或載荷時(shí),SimulationXpress 窗口左下角會(huì)出現(xiàn)更新按鈕。單擊更新即會(huì)重新分析模型并計(jì)算新結(jié)果。
結(jié)果選項(xiàng)卡的第一個(gè)屏幕顯示零件所有位置的最小安全系數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)工程規(guī)則通常要求安全系數(shù)為 1.5 或更大。對于給定的最小安全系數(shù), 該程序會(huì)將可能的安全與非安全區(qū)域分別繪成藍(lán)色與紅色。
分析信息
SolidWorks SimulationXpress 在結(jié)果位置文件夾中生成一名為 partname-SimulationXpressStudy.CWR 的文件以保存分析結(jié)果。材料、夾具和載荷保存在零件文檔中。
如果打開已使用 SimulationXpress 的文檔,但無法繼續(xù)以前的分析過程,請?jiān)跉g迎屏幕中單擊選項(xiàng),然后將結(jié)果位置設(shè)置為相關(guān) CWR 文件所在的文件夾。
保存零件文件的結(jié)果圖表
使用文件、另存為將零件文件另存為 SolidWorks eDrawing 文件時(shí),可包括分析結(jié)果。要達(dá)到此目的,必須在與零件文件相同的文件夾中將分析結(jié)果另存為 eDrawings 文件,然后使用文件、另存為以 eDrawings 格式保存零件。
仿真分析入門教程連載1:關(guān)于SolidWorks SimulationXpress介紹
仿真分析入門教程連載2:為什么要進(jìn)行仿真分析?
仿真分析入門教程連載3:SolidWorks Simulation非線性分析
仿真分析入門教程連載4:SolidWorks Simulation使用方法介紹
仿真分析入門教程連載5:基于SolidWorks Simulation的掛鉤仿真分析實(shí)例應(yīng)用(一)
仿真分析入門教程連載6:基于SolidWorks Simulation的掛鉤仿真分析實(shí)例應(yīng)用(二)
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