SolidWorksSimulation有限元分析培训教程2

分析并评价有限元网格的质量
使用远程载荷特征以简化分析 使用和定义设计检查图解
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项目描述
/SOLIDWORKS © Dassault Systè mes | 机密信息 | 7/9/2015 | 参考： 3DS_Document_2012
图示万向节是用来传递扭矩的，从竖直方向传递到倾斜方向。该 装配体由背面的四个沉头螺栓连接到底座上，底座由2个M8的沉头 螺栓连接到另一个结构件中。通过对手柄施加2.5N的水平力来产生 扭矩。（从俯视图看，力的方向垂直于手柄臂） 分析的目标是获取装配体零部件上的应力和应变的分布。 而不关系轴、支架和曲柄上的变形和应力。
Surface based contact. Results at the contact interface are uniform but solution time is longer.
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Incompatible solid mesh: Simplified Bonding
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项目分析： 由于对base部件的变形和应力不感兴趣， 所以可以压缩这个部件以简化网格。其对应的 接触条件和摩擦力可以用【虚拟壁】来实现。 虚拟壁的轴向刚度为1.6537E+13（N/m）/m^2 虚拟壁的正切刚度为6.2216E+12（N/m）/m^2
Node based contact. Results at the contact interface may be patchy but solution time is lower.
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Incompatible solid mesh – Advanced bonding
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接头
弹簧 销钉
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不兼容实体网格
实体接触面上的网格是独立不连续的，这里通过约束方程来确保网格的接合
Incompatible solid mesh: More Accurate Bonding
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螺栓接头
螺栓的紧密配合
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【紧密配合】选项即控制螺栓杆是否直接与孔接触，还 控制螺栓孔壁面是否发生变形。 1、若螺栓材料刚度明显小于螺栓连接部件的刚度，则 柔软的螺栓杆对孔壁变形影响不大，此时应清除该选项 2、若材料刚度相当或螺栓材料明显大于连接零部件的 刚度，则应激活该选项。 3、若螺栓直径小于螺栓孔直径，该选项一般应取消， 此时材料刚度特性不再重要。
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Fixed 225 N
边界条件和网格划分
225 N
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结果
练习 5-1 升降架装配体
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螺栓预载
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螺栓预载可以直接通过输入轴向力来定义，也可以通过 扭矩间接定义，当键入扭矩为T时，螺栓预载： F=T/(KxD) 其中D为螺栓直径，K为扭矩系数。 K确切的计算公式非常复杂，实际例子中0.2多数适用。
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兼容实体网格
不同实体的接触面上，强制保证波节与波节对齐，以确保所需要的接合
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该选项强制接触缝隙只等于参与实体之间的初始几何距离。如图中 所示例子。 如果选择【始终忽略间隙】，沿着指定源边线的节点不允许接近目 标项，但可以进一步分离； 如果【忽略间隙条件为＜4mm，则3mm接触部分和上面描述一样， 7mm接触部分允许完全相触。
始终忽略间隙：所选“源”中的节点不允许接近与目标的初始间隙，即两 者间的间隙只能大于初始间隙。 忽略间隙的条件：对于大于给定值的间隙，允许完全接触。
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缝隙（间隙）选项
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项目描述： 一载重1800N的剪刀升降架承受一外部 水压柱筒作用，该水压柱筒与基座上的滑块相连。 假设载荷均匀地分布于两个滚筒之上，而同时又 均匀地传递到剪刀架的各臂上。每臂所受的载荷 均为450N。求剪刀架在配置collapsed位置时，架子 各部分的位移和应力。 所有材料都为普通碳钢。
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练习 5-1 升降架装配体
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第5章 带接头的装配体分析
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使用接头
学习目标
•刚性 •弹簧 •销 •弹性支撑 •螺栓 •点焊 •连接 •轴承
在局部坐标系中添加约束，分析结果
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SolidWorks Simulation培训
练习 4-1: 链扣
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远程载荷
位移（刚性连接）
载荷（直接转移）
载荷/质量（刚性连接）
远程载荷
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练习5-2: 吸振器
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定义带“缝隙”的“无穿透”接触条件
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目的
模拟Yoke_Female和RevBracket之间的距离不会比指定间隙更小
采用带“缝隙”的“无穿透”接触条件
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练习 4-1: 链扣
一、使用对称分析： 1、相接触面组有两种类型，无穿透（5）和接合。 2、链扣平面上施加100N的载荷，其余对称约束。
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载荷（直接转移）：适用于忽略的零部件被假设为比分析部件更 为柔软。 载荷/质量（刚性连接）：适用于忽略的零部件非常刚硬，可以假 设为刚体。 位移（刚性连接）:也适用于忽略的零件非常刚硬，可以假设为刚 体，但载荷需要指定为规定的位移。
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兼容网格– 无穿透
全局控制：兼容网格
网格兼容设置无穿透接触定义的高级定义选项 节到节，节到曲面，全局控制
全局控制：不兼容网格
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第6章 兼容/不兼容网格
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学习目标
理解高级不兼容网格接合的运算法则
兼容与不兼容网格对无穿透接触网格划分的影响
理解网格兼容在实个链扣的分析： 1、相接触面组有两种类型，无穿透（16）和接合。 2、一端链扣平面上施加400N的载荷，另一端加滚柱/滑竿夹具。 3、使用软弹簧和直接求解器。
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No advanced bonding
With advanced bonding
Incompatible meshes with significant element size difference may results in less accurate results.
Comparable element size across the part boundaries and Advanced Bonding is recommended.
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第7章 网格细化后的装配体分析
学习目标
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分析包含多种接触条件的实体网格装配体 在定义局部无穿透接触条件时使用初始间隙 自动生成局部接触定义 定义螺栓接头
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练习5-2: 吸振器
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项目描述： 某一微型吸振器包括一根管子、活塞、夹钳 及一个螺旋状的弹簧。我们研究该装置承受3N压力 时，压环所产生的应力分布情况。我们将采用弹簧 刚度255.7n/m。 所有零部件指定为合金钢。
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项目描述
弹簧 250n/m 5N预紧 整体网格2mm
销钉参数： 张力区域1.2，强度351.5MPa， 安全系数2
Alloy steel 225N