18-Soliworks频率(模态)分析
基于solidworks三维建模及模态分析研究
基于solidworks三维建模及模态分析研究作者：张成成来源：《大经贸》2018年第06期【摘要】通过建立不同结构的毛细管三维模型，基于solidworks进行模态分析，得到了不同结构的毛细管的固有频率，此分析数据可作为理论参考，可用于毛细管绕制方式选型，避免使用过程中的毛细管共振现象。
【关键词】毛细管 solidworks 模态分析固有频率1 前言毛细管作为一种重要的节流元件，具有结构简单、价格便宜、无运动部件、制造方便、工作稳定可靠和不易发生故障等优点，广泛应用于中小型制冷装置中，在系统运行过程中，若毛细管的固有频率与压缩机的频率一致时会产生共振现象，易导致毛细管的断裂现象。
本文基于solidworks对不同结构的毛细管固有频率进行了分析研究，得到了不同结构的毛细管的固有频率数据，通过数据比较，在不影响性能的情况下，可选取最优结构的毛细管最大限度的避免共振现象的产生，这对分析研究管路共振现象很有重要的指导意义。
2 三维建模及模态分析毛细管对性能的影响因素主要为毛细管的管径和长短，，其绕制方式对性能的影响可忽略不记，现基于solidworks对2.1*800的毛细管作为三维建模对象，并进行模态分析。
本文建立了三种绕制方式的毛细管，分别为圆形，矩形和U形.1）矩形毛细管振型图及频率数据表2）圆形毛細管振型图及频率分析数据表3）U形毛细管振型图及频率分析数据表3 数据统计及分析对各不同绕制方式的毛细管的频率数据进行统计，其结果如《图4-1毛细管频率折线图》所示：从图4-1图中可以得到以下分析结果：1）矩形毛细管的固有频率明显高于圆形和U形毛细管，且最低固有频率为164.08HZ；2）U形毛细管固有频率大致为25-50HZ，较低，一般压缩机以50HZ运行，较接近，易产生共振；3）圆形固有频率大致为90-150HZ，优于U形毛细管；4）三种毛细管的振幅位置大多集中在U弯处，此处不宜绑定线扎，否则将扩大整体毛细管振幅。
SW 仿真分析
B
25
13.2 流体分析(FloXpress)
2．设定出口条件 必须选择应用出口边界条件和参数的面。设定出口条件的属性管理器， 如图13-23所示。
同理，选择出口。保持环境压力 为默认值 。
“出口”选项组中的属性与“入口”选项组的设置基本相同，在此不再 赘述。
单击“下一步”按钮 进入“解出”对话框
B
23
13.2 流体分析(FloXpress)
13.2.4 设定边界条件 设定边界条件包括设定入口条件和设定出口条件。 1．设定入口条件 用户须指定应用入口边界条件和参数的面。设定入口条件的属性管理器如图1351所示。对入口条件进行设置，操作步骤如下： 01。单击“流量入口”面板中的 按钮 ，如图13-21所示。 02右键单击入口处的堵头，然后选取“选择其它”，如图13-22所示。 03在“选择其它”对话框中为要“应用入口的面” 选择 面@旋转<1>@[堵头 <9>]。 04设定“惯性流动比” 为0.5 kg/s, “温度” 保持默认的 ，单击“下一步”按钮 进入“流量出口”对话框。
Bห้องสมุดไป่ตู้
24
13.2 流体分析(FloXpress)
参数详解： “压力”：使用压力作为流量公制单位。SolidWorks FloXpress
将此值假设为入口流量的总压力和出口流量的静态压力。 “容积流量比”：将流量容积作为流量公制单位。 “质量流量比”：将质量流量作为流量公制单位。 “要应用入口边界条件的面”：设定用于入口边界的面。 “温度”：设定流进流体的温度。
B
14
13.1 有限元分析(Simulation)
为当前的算例生成word报表后，可以对齐进行保存打印操作，打开报表 页面，如图13-14所示。
基于Solidworks的机床横梁有限元模态分析
基于Solidworks的机床横梁有限元模态分析摘要：本文主要介绍如何使用solidworks设计机床零部件，并进行有限元分析。
关键词：solidworks 机床设计有限元分析笔者公司近期研发的一款机床，采用工作台固定不动，x/y轴使用十字滑台的结构。
在加工过程中，刀具在xyz三个方向运动，从而可以实现三轴高速运动，同时工作台可以承载大的负荷。
为了保证机床具有良好的动、静态性能，并尽可能减轻其重量，就要进行精密的理论计算。
这里将利用solidworks软件对机床支承件中的横梁进行有限元分析，计算出该零件的固有频率和振型。
一、当前常用的有限元分析软件及其特点目前对机械零件进行有限元分析一般采用通用有限元分析软件，如ansys、marc等。
它们拥有丰富完善的单元库、材料模型库和求解器，可以独立完成多学科、多领域的工程分析问题。
其缺点是几何建模功能不强，无法完成复杂模型的建模，需要通过标准数据接口将建好的模型导入，然后进行计算。
但是在模型转换过程中常常会出现一些问题，特别是复杂模型导入后会出现一些面和线的丢失、无法对模型中的一些特征进行网格划分等问题。
所以在模型转换后，要花费大量的时间和精力在有限元软件中进行几何模型修补工作，这必然导致模型的不一致且增加了额外的工作量。
solidworks是世界上第一个基于windows开发的三维cad系统，并且集成了cae模块，可以直接对其生成的几何模型进行有限元分析。
由于solidworks具有强大的参数化功能，那么在有限元分析中就可以利用该优点进行模型的优化设计。
二、机床横梁有限元模型的建立和计算1.建立几何模型（如图1）图12.定义材料属性机床横梁是机床支承件中的重要部件，其在工作时承受十字滑鞍、滑枕和主轴头的巨大压力，必须具有较高的强度，所以材料选为灰铸铁ht300。
根据相关资料，ht300的质量密度为7300；弹性模量为1.43e11；泊松比为0.27。
在模型树中右键单击模型名称，在弹出的菜单中点击【材料】→【编辑材料】命令选项，并在其中定义上述材料属性。
Solidworks的变形和应变分析技术与实践
Solidworks的变形和应变分析技术与实践Solidworks是一种强大的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）软件，广泛应用于工程设计和制造领域。
其中，变形和应变分析技术是Solidworks的重要功能之一，它可以帮助工程师评估和优化设计，并确保产品在使用过程中能够承受各种力学和热学环境的要求。
变形分析是一种用于分析物体在受力作用下的形状和尺寸变化的技术。
通过Solidworks中提供的有限元分析（FEA）功能，可以对零件、装配体或整个产品进行变形分析。
首先，需要建立几何模型，并定义材料属性和约束条件。
然后，应用不同的载荷条件，进行数值求解，并获得各个部件的变形量和形状。
通过分析结果，工程师可以了解产品在实际应用中的强度、刚度和稳定性，从而对设计进行优化。
应变分析是一种用于分析物体在受力作用下的应力和应变分布的技术。
在Solidworks中，应变分析可以帮助工程师评估在受力情况下产品的承载能力和性能。
通过对构件施加静态或动态载荷，Solidworks可以计算并展示构件内部的应力和应变情况。
工程师可以通过观察应力分布图和应变云图来判断构件是否符合设计要求，并对设计进行优化。
在Solidworks中进行变形和应变分析时，有几个关键步骤需要遵循。
首先，需要准确建立产品的几何模型，并注明材料属性和加载条件。
然后，选择适当的分析类型，如静态分析、模态分析或热应力分析。
接下来，进行网格划分，将几何模型分割成小的、具有单元特性的网格。
然后，运行分析并获取结果。
最后，对结果进行后处理，生成变形、应变、应力分布图并对设计进行优化。
在实践中，利用Solidworks进行变形和应变分析可以帮助工程师解决许多实际问题。
例如，设计一个机械结构时，在受载情况下预测其变形和应变情况，以验证其可靠性。
又如，在电子产品设计中，分析器件的热应力分布，以预测器件的寿命和可靠性。
这些分析结果可以帮助工程师在设计过程中做出合理的决策，从而提高产品的品质和性能。
SolidWorks频率分析(模态)
学习内容
– 频率分析的流程 – 刚体模式 – 列举共振频率
© 2007 SolidWorks Corp. 机密文件。
16
案例一：音叉的频率分析
关键步骤
– 添加约束。在音叉末端添加固定几何体的约束，以模拟该手柄被人手 握住的效果。 – 对模型划分网格 – 运行分析 – 后处理结果 – 移除固定几何体：移除约束以获得更多的振型 – 加载后的影响。在音叉上作用一个载荷，并观察添加预应力后对振动 模式有何影响
– 钟摆的振动所经过的时间越来越小，最后停了下来。 – 这是因为空气的阻碍、磨擦的阻碍等的阻力妨碍了钟摆的摆动（振 动）。 – 因为这样的阻力作用使振动衰减的力而起作用，被称为衰减力。 – 钟摆在没有外部而来的强迫它摆动的力（重力除外）作用下的振动称 为自由振动。 – 与此相对应，地震和汽车因为地基能、发动机等的强迫力作用下的振 动称为强迫振动。
任何结构都具有其固有频率（固有周期），其值由其本身的结构所决定 自由振动是一种无衰减力的振动状态，它将永远不停地振动下去。
© 2007 SolidWorks Corp. 机密文件。分析中，节点位移是主要的未知量。[K]d=F中[K]为刚度 矩阵，d为节点位移的未知量，而F为节点载荷的已知量。 在动力学分析中，增加阻尼矩阵[C]和质量矩阵[M]
© 2007 SolidWorks Corp. 机密文件。
14
频率分析
加载荷的频率分析
– 压力或拉力载荷会改变结构体抗弯的能力。 – 应力硬化：拉力 – 应力软化：压力
© 2007 SolidWorks Corp. 机密文件。
15
案例一：音叉的频率分析
案例描述
– 设计在440Hz的频率下能够释放出一个较低的A音的音叉。运行一次 频率分析来验证音叉是否会在正确的频率下发生振动。此外，在音叉 末端加载450N的载荷，以判断它对共振频率的影响。
SolidWorks频率分析(模态)
06
结论与展望
模态分析的局限性和挑战
模型简化
材料属性
模态分析通常基于简化的模型，忽略了一 些细节和实际工况中的影响因素，导致分 析结果可能与实际情况存在偏差。
模态分析中使用的材料属性通常是假设的 或简化的，可能无法完全反映实际材料的 复杂性和非线性特性。
边界条件和载荷
动态响应
模态分析中的边界条件和载荷设置可能难 以完全模拟实际工况，导致分析结果受到 限制。
Solidworks频率分析(模态)
contents
目录
• 模态分析简介 • Solidworks频率分析(模态)基础 • 模态分析案例 • 模态分析结果解读 • 模态分析优化建议 • 结论与展望
01
模态分析简介
定义与目的
定义
模态分析是动力学分析的一种，通过 研究结构的振动特性，如固有频率、 阻尼和模态形状等，来了解结构的动 态行为。
案例二：复杂模型的模态分析
总结词
复杂模型，贴近实际，适用于进阶学习
详细描述
对于复杂的模型，如机械零件、装配体等，进行模态分析可以帮助深入了解实际工程中结构的振动特 性。通过复杂模型的模态分析，可以更准确地预测结构在实际工作条件下的动态性能，为优化设计提 供依据。
案例三：实际工程应用的模态分析
总结词
实际工程，实践应用，具有指导意义
详细描述
将模态分析应用于实际工程中，如桥梁、建筑、航空航天等，可以评估结构的稳定性、振动舒适度等问题。通过 实际工程应用的模态分析，可以为结构的优化设计、振动控制和安全性评估提供重要参考。
04
模态分析结果解读
固有频率和振型
固有频率
固有频率是系统在没有外部激励作用下 的自然振动频率。通过SolidWorks频率 分析，可以获得系统的固有频率，了解 系统的振动特性。
模态分析
风刀的模态分析摘要：/a/jixiegongcheng4603.html在机械行业中，对于大量的旋转结构都会时常接触到，这些结构在整个机械行业中占住重要的地位，然而，对于这些结构的损坏，也是由于在旋转的过程中产生了共振，从而引起很大的振动应力，导致了结构件的损坏。
因此，在实际工程的设计中，如何做好动力学设计和分析是一项举足轻重的工作。
对于像这样的旋转结构件，如何避免产生共振，是动力学设计和分析中一项重要的环节。
为此，利用当前先进的计算机技术来对产品进行模态分析，可以指导实际工作中如何去避免共振。
模态分析是用来确定结构振动特性的一种技术，通过它可以确定自然频率、振型和振型参与系数．模态分析可以使结构设计避免共振或以特定频率进行振动，明确结构对于不同类型的动力载荷是如何响应的，有助于在其他动力学分析中估算求解控制参数。
所以接下来对本文的研究对象即对风刀吹风管进行改进前后做一个模态的对比分析。
1 风刀吹风管的振动分析风刀吹风管在工作的过程中，由于受到气流连续不断的冲击作用，所产生的高频振动量就是风刀吹风管的固有频率，风刀吹风管的固有振动频率一般是指风刀吹风管系统风刀振动的固有频率，风刀吹风管系统的风刀振动主要是由高压高速的气流所引起的．影响风刀振动的固有频率的因素很多，如气流压缩强度、流速大小、单位面积流通量以及各种阻尼等等，近似可由公式π2//0m k f =进行计算，其中m 和k 分别为气流的等效质量．为了避免气流流过吹风管发生共振现象，必须精确地测出吹风管的固有振动频率，同时也为风刀吹风管系统的故障诊断提供了一个重要参数．2 风刀吹风管的模态分析2.1 模态分析简介模态分析可以分为理论模态分析和试验模态分析,以及二者相结合的理论—试验模态分析这三种研究手段和方法。
理论模态分析是基于线性振动理论、有限元理论的，它通过计算机及工程分析软件，首先建立研究对象的几何或数学模型，分析其物理参数，从研究激励、振动系统特性、响应三个方面来求解研究对象的动态特性。
solidworks各命令使用的方法
solidworks各命令使用的方法Solidworks是一款功能强大的3D建模软件，广泛应用于工程设计和制造领域。
本文将介绍Solidworks中常用的一些命令及其使用方法，包括绘图命令、编辑命令、装配命令和分析命令。
一、绘图命令1. 线段命令：通过指定起点和终点绘制一条直线段。
可以设置线段的长度、角度和位置。
2. 圆命令：通过指定圆心和半径绘制一个圆。
可以设置圆的直径、周长和位置。
3. 弧命令：通过指定圆心、起点和终点绘制一个弧。
可以设置弧的半径、角度和位置。
4. 矩形命令：通过指定一个起点和对角线绘制一个矩形。
可以设置矩形的长度、宽度和位置。
5. 多边形命令：通过指定中心点、半径和边数绘制一个多边形。
可以设置多边形的直径、边数和位置。
二、编辑命令1. 剪切命令：用于删除实体的一部分。
可以选择剪切实体的方式，如矩形、圆形或任意形状。
2. 偏移命令：用于创建与已有实体平行或距离相等的新实体。
可以选择偏移的距离和方向。
3. 拆分命令：用于将实体分割成两个或多个部分。
可以选择拆分的方式，如点、线、面或体。
4. 平移命令：用于将实体沿指定方向移动一定距离。
可以选择平移的方式，如向量、参考点或轴线。
5. 旋转命令：用于将实体绕指定轴线旋转一定角度。
可以选择旋转的方式，如角度、参考点或平面。
三、装配命令1. 零件命令：用于在装配中插入和编辑零件。
可以选择零件的位置、角度和尺寸。
2. 约束命令：用于定义装配中零件之间的关系。
可以选择约束的类型，如固定、对齐或配对。
3. 配置命令：用于创建和管理装配中的不同配置。
可以选择配置的名称、状态和属性。
4. 装配体命令：用于将多个零件组装成一个装配体。
可以选择装配体的位置、角度和尺寸。
5. 装配特征命令：用于在装配中创建和编辑特征。
可以选择特征的类型，如剪切、拉伸或孔。
四、分析命令1. 重心命令：用于计算实体的重心位置。
可以选择实体的材料密度和体积。
2. 质量特性命令：用于计算实体的质量和惯性矩阵。
18-Soliworks频率(模态)分析
© 2007 SolidWorks Corp. 机密文件。
7
频率分析的相关知识
固有振动模态（以弦的振动为例）
– 两端被固定住的弦，以手指弹一下张紧的弦，弦则振动起来，振动在 空气中传播发出声音。弦以下图所示的各个振动形式所对应的状态， 振动起来。这种振动形式称为弦的固有模态。
固有振动形态 名称 1阶振动
3
频率分析的相关知识
什么是振动？
– 钟摆和秋千的摆动，是我们身边最典型的振动现象。 – 乐器的弦振动而发出声音。 – 小提琴用弓拉弦，吉他用手指或拨片拨弦，在钢琴上敲击琴键则小锤 打击琴弦而使琴弦振动起来。 – 洗衣机在脱水时也会突突突地产生很大的振动现象。 – 按摩机是机械的振动，地震则是大地的振动。 – 如果在不平整的地上或公路上开车的话，也会感到让人心情变坏的烦 人的振动。
© 2007 SolidWorks Corp. 机密文件。
11
频率分析的相关知识
设计就要避免出现共振现象
共振产生时的条件有以下两条： 激振力的周期（频率）和物体的固有周期（固有频率）相一致或接近 激振力的持续时间长到使物体振动以充分发展的时间
© 2007 SolidWorks Corp. 机密文件。
© 2007 SolidWorks Corp. 机密文件。
6
频率分析的相关知识
静力分析中，节点位移是主要的未知量。[K]d=F中[K]为刚度 矩阵，d为节点位移的未知量，而F为节点载荷的已知量。 在动力学分析中，增加阻尼矩阵[C]和质量矩阵[M]
上式为典型的在有阻尼的交迫振动方程。当缺少阻尼及外力时，该缺少 阻尼及外力时（自由振动），该方程式简化为
– 钟摆的振动所经过的时间越来越小，最后停了下来。 – 这是因为空气的阻碍、磨擦的阻碍等的阻力妨碍了钟摆的摆动（振 动）。 – 因为这样的阻力作用使振动衰减的力而起作用，被称为衰减力。 – 钟摆在没有外部而来的强迫它摆动的力（重力除外）作用下的振动称 为自由振动。 – 与此相对应，地震和汽车因为地基能、发动机等的强迫力作用下的振 动称为强迫振动。 任何结构都具有其固有频率（固有周期），其值由其本身的结构所决定 自由振动是一种无衰减力的振动状态，它将永远不停地振动下去。
Solidworks的多任务和多体动力学分析技术
Solidworks的多任务和多体动力学分析技术Solidworks是一款广泛应用于机械设计领域的三维建模软件，它不仅支持多任务分析，还具备多体动力学分析的能力。
在本文中，我们将深入探讨Solidworks中的多任务和多体动力学分析技术。
首先，我们来看看Solidworks是如何实现多任务分析的。
多任务分析是指在Solidworks中同时进行多个不同类型的分析，例如结构分析、热分析、流体分析等。
通过进行多任务分析，可以更全面地评估设计方案的可行性和性能表现。
Solidworks提供了强大的分析工具，例如静态分析、疲劳分析、模态分析和热传导分析等。
这些工具可以帮助工程师模拟和预测物体在不同工况下的行为和响应。
通过使用这些分析工具，我们可以检查零件和装配的结构强度、寿命、模态振动特性和热传导等关键参数。
在Solidworks中进行多任务分析非常简单。
首先，我们需要对所需分析的对象进行建模。
然后，选择想要进行的分析类型，并设置相应的边界条件、载荷和材料属性等。
接下来，通过使用Solidworks的仿真功能，可以同时执行多个分析任务。
在分析完成后，可以查看和分析结果，并进行必要的优化和改进。
除了支持多任务分析，Solidworks还具备多体动力学分析的能力。
多体动力学分析是指通过对物体运动进行建模和仿真，研究系统的运动特性和相互作用。
这对于机械系统设计和机构分析非常重要。
在Solidworks中，可以使用动力学分析工具来模拟和预测机构的运动和力学性能。
动力学分析涉及到对刚体、连接件和外部载荷等因素进行建模，并考虑运动学约束、力学约束和约束力等。
通过对动力学仿真的执行，可以获得机构的速度、加速度、力和力矩等关键参数。
多体动力学分析在机械设计中具有广泛的应用。
它可以帮助工程师评估机构的工作性能、确定关键配件的尺寸和位置、解决运动不平稳和振动问题等。
通过使用Solidworks进行多体动力学分析，可以有效地改进机械系统的设计，并提高其性能和可靠性。
SW仿真分析
13.2 流体分析(FloXpress)
参数详解： “压力”：使用压力作为流量公制单位。SolidWorks FloXpress
将此值假设为入口流量的总压力和出口流量的静态压力。 “容积流量比”：将流量容积作为流量公制单位。 “质量流量比”：将质量流量作为流量公制单位。 “要应用入口边界条件的面”：设定用于入口边界的面。 “温度”：设定流进流体的温度。
“Simulation”面板参数详解： “夹具”选项卡：应用约束到模型的面。 “载荷”选项卡：应用力和压力到模型的面。 “材料”选项卡：指定材质到模型。 “运行”选项卡;可以选择使用默认设置经行分析或者更改设置。 “结果”选项卡：查看分析结果。 “优化”选项卡：根据特定准则优化模型尺寸。
使用Simulation进行静力学分析的步骤如下： （1）应用约束 （2）应用载荷 （3）定义材质 （4）分析模型 （5）查看结果
“查看流体体积” ：将模型转为线架图视图，然后放大以深蓝色显示流 体体积部分。如果模型中存在一些内部小空间，SolidWorks FloXpress将 仍然核准几何体。然而，如果存在内部空间，只可分析该内部小体积中的流 体。
“最小的流道” ：定义用于最小的流道的几何体。如果液体穿过小于默 认最小的流道的缝隙，则将最小的流道设定到与缝隙宽度相等。最小的流道 使用在 SolidWorks 中设定为默认值的单位。
13.1 有限元分析(Simulation)
13.1.1 应用材料 Simulation 通过材质库给模型指定材质。如果指定给模型的材质不在 材质库中，可退出Simulation，将所需材质添加到库，然后重新打开 Simulation。 材质可以是各向同性、正交各项异性或者各向异性，Simulation只支持 各向同性材质，设定材质的属性管理器如图13-3所示。
模态 - 频率响应分步分析
通常结构的频率响应是一次求解就可以计算出来。
对于模态法的频率响应问题，还可以分成两步来求解，即第一步先结算结构的固有频率，第二步在已计算的固有频率基础上再进行频率响应的计算。
对于某些场合这样的计算方法是有用处的。
比如结构受多个载荷分别激励，需要计算不同载荷下结构的频率响应。
这种情况下就可以使用上述方法来提高计算效率（省去了模态计算的时间）。
下面介绍如何使用Patran 和Nastran 来实现模态 – 频率响应的分步分析。
1. 按正常模态分析的步骤建立结构模态分析的模型，定义材料和单元属性以及边界条件等。
2. 进行求解设置，在设定solution type 时选择Normal Modes ，并选中Interactive Modal Analysis 选项，如下图。
3. 其它的设置和正常的模态分析一样。
在Subcase Select 中选择所有要分析的工况，Apply 后生成bdf 文件，并求解，或直接在Patran 中递交求解。
手动启动Nastran 进行求解时注意不能设置参数 SCR=YES ，包括在Nastran 的配置文件中。
4．模态求解完成后，接下来就可以使用模态的求解结果进行频率响应的分析。
选择Analysis 菜单，设置Object为：interactive5. 选者DBALL文件，如下图：6．接下来创建载荷，点击Create Loading，如下图。
对载荷进行逐项设置。
7．再定义结果输出。
点击Output Request，在其中定义激励频率和节点以及单元的输出。
8．定义完成后按Apply求解（Full Run形式），或者生成bdf文件，手动递交分析。
9．计算完成后，点击View Result菜单，可读入结果，进行后处理，如下图。
在此菜单下的后处理只能画出各种曲线。
10．如需观看云图，可使用读入xdb文件的方法。
菜单：Analysis -> Access results -> Attach XDB。
1频率分析（模态）
承蒙Sanarus Medical 提供图片频率分析模态分析长沙凯士达信息技术开发有限公司CAE工程师谢莉2?? 2007 SolidWorks Corp. 机密文件。
学习要点频率分析的相关知识案例分析3?? 2007 SolidWorks Corp. 机密文件。
频率分析的相关知识什么是振动固有频率固有振动模态共振4?? 2007 SolidWorks Corp. 机密文件。
频率分析的相关知识什么是振动–钟摆和秋千的摆动是我们身边最典型的振动现象。
–乐器的弦振动而发出声音。
–小提琴用弓拉弦吉他用手指或拨片拨弦在钢琴上敲击琴键则小锤打击琴弦而使琴弦振动起来。
–洗衣机在脱水时也会突突突地产生很大的振动现象。
–按摩机是机械的振动地震则是大地的振动。
–如果在不平整的地上或公路上开车的话也会感到让人心情变坏的烦人的振动。
为便于理解振动现象我们从了解固有频率固有周期固有模态共振等表示振动特有现象的术语开始5?? 2007 SolidWorks Corp. 机密文件。
频率分析的相关知识固有频率以钟摆为例–摆动钟摆则钟摆以一定的周期和一定的频率有规律地振动起来了。
–振动的幅度振幅大也好小也好周期和频率总是一定的。
–振动频率是单位时间里摆动的次数。
–1秒钟内的次数用Hz赫兹来表示。
–周期摆动1次所需要的时间。
–钟摆的形状长度决定了其固有的数值。
–钟摆越长周期越长钟摆越短周期越短。
振幅大振幅小6?? 2007 SolidWorks Corp. 机密文件。
频率分析的相关知识固有频率以钟摆为例–钟摆的振动所经过的时间越来越小最后停了下来。
–这是因为空气的阻碍、磨擦的阻碍等的阻力妨碍了钟摆的摆动振动。
–因为这样的阻力作用使振动衰减的力而起作用被称为衰减力。
–钟摆在没有外部而来的强迫它摆动的力重力除外作用下的振动称为自由振动。
–与此相对应地震和汽车因为地基能、发动机等的强迫力作用下的振动称为强迫振动。
任何结构都具有其固有频率固有周期其值由其本身的结构所决定自由振动是一种无衰减力的振动状态它将永远不停地振动下去。
SolidWorks Simulation优化分析
SolidWorks Simulation优化分析在具竞争相当激烈的工业界，产品开发及降低成本已严然成为各企业主所最关心的事项。
产品开发需要在功能性、安全、便利及外观等各方面考虑下，方能谓之优化的产品。
有了优化的产品后进一步要去思考如何降低成本，这往往都是工程师最头痛的一个议题。
比如说：设计主管看到分析结果发现，减少板材长度可以降低采购成本，除了一些富有相当经验的设计者会依据经验法则设计(try and error)；到底要减少多少才是一个优化的数据，笔者猜想设计工程师一定会相当的困扰，甚至不知该如何回答这个问题。
(图1)常常有人在问道，何谓优化设计(Optimization Design)？优化系指在产品开发过程中透过计算机的数值计算，协助设计者在许多限制和条件相互冲突的环境下，自动化搜寻最佳求解的作业。
例如，您可能决定哪些尺寸数据组合，优化设计会利用CAD 软件的尺寸参数为基础，以寻求在应力不会超过限制范围内的最低材料用量，亦为降低制造成本的可靠方法。
本次主题将介绍设计工程师在进行此类测试时的操作流程及结果判读与运用。
优化设计的流程如图2所示。
优化专题的操作步骤：1.定义并执行初始专题2.评估初始分析专题的结果3.定义优化专题目标4.定义设计变量5.定义限制条件6.执行分析7.检视优化结果步骤1 定义和执行初始专题：在执行优化专题前必需先进行初始专题的设定及求解，在每个优化循环过程中，优化专题会依照修改后的尺寸执行初始专题。
初始专题的类型包含了静态分析、频率分析、挫曲分析、热分析等，至于所需的初始专题为何种分析类型，这个需要依照目标函数及限制条件为何而定。
例如，用来将体积或重量最小化的目标函数不限于使用特定类型的初始专题，但是用来将频率最小化的目标函数则必须使用初始频率专题。
(图3)步骤2评估初始分析专题的结果检视此初始专题的受力状况及安全系数值为何，由此结构来看安全系数为6.5倍，亦指此产品的设计还能有改善的空间；假如公司规范为2倍以上的安全系数，在结构用料上可减轻产品的重量来降低成本，因此可藉由COSMSOWorks的优化分析的工具，来达到即符合成本观的最佳设计。
18 solidworks CSWA 高级建模和分析
Ａ、否
Ｂ、是
2011
11
对于物体来说，这种约束把所有平移自由度都设置为零。对于壳 和梁，平移和旋转自由度均设置为零。对于桁架连接点，设置平移自 由度为零 。使用这种约束，不需要几何参考体。 10 力
2
北京师范大学珠海分校
工程技术学院
源于与另一物体的相互作用，而在一个物体上产生的推拉效果。 只要有两个物体间的相互作用，力就在每个物体上产生。相互作用停 止，两个物体不再承受力。力只能作为相互作用的结果存在。例如， 如果选择了 3 个面并指定了 50lb 的力，SimulationＸpress 一共施加 150lb 的力（每个面上为 50lb）。 11 线性静态分析
定义为温度每变化１摄氏度所引起的单位长度的改变（即每变化 １摄氏度所引起的法向应变的变化）。 ３ 蠕变
描述固体材料在应力的工作下慢慢移动或者逐渐变形的趋势，作 为长期承受低水平应力的结果出现。该应力低于材料的屈服应力或极 限应力。长期受热并且接近熔点的材料蠕变更为严重。 4 自由度
一组用来完全确定物体或系统平移或变形方位的独立平移量和
在材料学中，材料强度是材料抵抗外力的能力。 14 莫尔－库伦准则
莫尔－库伦准则基于莫尔－库伦理论，也称为内部摩擦理论。这 一准则用于具有不同拉压特性的脆性材料。脆性材料没有一定的屈服 点，不建议在这个准则中使用屈服强度定义应力极限。 15 正交各向异性材料
如果机械或者热的特性在 3 个相互垂直的方向上是特有的和独 立的，那么材料是正交各向异性的。正交各向异性材料如木材、一些 晶体、轧制金属等。例如，木材上某个点的机械特性在轴向、径向和 切向来描述，轴向是平行于纹理（纤维）的方向，径向是垂直于年轮 的方向，切向是相切于年轮的方向。 16 泊松比
Solidworks simulation分析类型简介
Solidworks simulation----分析类型简介SolidWorks® Simulation 是一个与SolidWorks®完全集成的设计分析系统。
SolidWorks Simulation 提供了单一屏幕解决方案来进行应力分析、频率分析、扭曲分析、热分析，优化分析，非线性分析，线性动态分析，掉落测试分析，疲劳分析，压力容器分析。
SolidWorks Simulation 凭借着快速解算器的强有力支持，使得您能够使用个人计算机快速解决大型问题。
SolidWorks Simulation 提供了多种捆绑包，可满足您的分析需要。
SolidWorks Simulation 节省了搜索最佳设计所需的时间和精力，可大大缩短产品上市时间。
静态（或应力）算例。
静态算例计算位移、反作用力、应变、应力和安全系数分布。
在应力超过一定水平的位置，材料将失效。
安全系数计算基于失效准则。
软件提供了四种失效准则。
静态算例可以帮助避免材料因高应力而失效。
安全系数低于一即表示材料失效。
区域中安全系数较大即表明应力较低，您可能能够从该区域中取走部分材料。
频率算例。
当静止状态的实体受到干扰时，通常会以一定的频率振动，这一频率也称作固有频率或共振频率。
最低的固有频率称作基础频率。
对于每个固有频率，实体都呈一定的形状，也称作模式形状。
频率分析就是计算固有频率和相关的模式形状。
理论上，实体具有无限个模式。
对于有限元分析，理论上，有多少个自由度(DOF)，就有多少个模式。
在大多数情况下，只考虑其中的一些模式。
如果实体承担的是动态载荷，而且载荷以其中一个固有频率工作，则会发生过度反应。
这种现象就称为共振。
例如，如果一辆汽车的一个轮胎失去平衡，则在一定速度下，由于共振现象，这辆汽车会发生剧烈摇摆。
而以其它速度行驶时，这种摇摆现象就会减轻或消失。
另一个范例是高音（例如歌剧演唱者的声音）可能会导致玻璃震碎。
频率分析可帮助您避免由于共振造成的过度应力而导致的失效。
机架-频率分析-1
使用 SolidWorks Simulation 进行分析 模拟对象为机架 1模拟对象为 机架日期: 2012年7月28日 设计员: Solidworks 算例名称: 频率分析 分析类型: 频率Table of Contents说明 .................................................... 1 假设 .................................................... 2 模型信息 ............................................... 2 算例属性 ............................................... 4 单位 . (4)材料属性 ............................................... 5 载荷和夹具 ............................................ 5 接头定义 ............................................... 5 接触信息 ............................................... 6 网格信息 ............................................. 12 传感器细节 .......................................... 13 算例结果 ............................................. 14 结论 .. (20)说明无数据假设模型信息模型名称: 机架当前配置: 默认实体文档名称和参考引用视为容积属性 文档路径/修改日期 凸台-拉伸1实体 质量:353.969 kg 体积:0.0453807 m^3 密度:7800 kg/m^3 重量:3468.9 NC:\Users\fucangmin\Deskt op\有限元分析\有限元分析\机架模态分析\机架零部件\工字钢.SLDPRT Jul 21 14:54:19 2012 凸台-拉伸1实体质量:353.969 kg 体积:0.0453807 m^3 密度:7800 kg/m^3 重量:3468.9 NC:\Users\fucangmin\Deskt op\有限元分析\有限元分析\机架模态分析\机架零部件\工字钢.SLDPRT Jul 21 14:54:19 2012凸台-拉伸6实体质量:79.6405 kg体积:0.0102103 m^3 密度:7800 kg/m^3 重量:780.477 NC:\Users\fucangmin\Deskt op\有限元分析\有限元分析\机架模态分析\机架零部件\横档.SLDPRT Jul 21 18:50:09 2012 凸台-拉伸6实体质量:79.6405 kg 体积:0.0102103 m^3 密度:7800 kg/m^3 重量:780.477 NC:\Users\fucangmin\Deskt op\有限元分析\有限元分析\机架模态分析\机架零部件\横档.SLDPRT Jul 21 18:50:09 2012 凸台-拉伸2实体质量:486.318 kg 体积:0.0623485 m^3 密度:7800 kg/m^3 重量:4765.92 NC:\Users\fucangmin\Deskt op\有限元分析\有限元分析\机架模态分析\机架零部件\立柱.SLDPRT Jul 21 19:21:25 2012 凸台-拉伸2实体质量:486.318 kg 体积:0.0623485 m^3 密度:7800 kg/m^3 重量:4765.92 NC:\Users\fucangmin\Deskt op\有限元分析\有限元分析\机架模态分析\机架零部件\立柱.SLDPRT Jul 21 19:21:25 2012 凸台-拉伸2实体质量:486.318 kg 体积:0.0623485 m^3 密度:7800 kg/m^3 重量:4765.92 NC:\Users\fucangmin\Deskt op\有限元分析\有限元分析\机架模态分析\机架零部件\立柱.SLDPRT Jul 21 19:21:25 2012 凸台-拉伸2实体质量:486.318 kg 体积:0.0623485 m^3 密度:7800 kg/m^3 重量:4765.92 NC:\Users\fucangmin\Deskt op\有限元分析\有限元分析\机架模态分析\机架零部件\立柱.SLDPRT Jul 21 19:21:25 2012算例名称频率分析分析类型频率网格类型实体网格频率数 6解算器类型FFEPlus软弹簧: 关闭不兼容接合选项自动热力选项包括温度载荷零应变温度298 Kelvin包括 SolidWorks Flow Simulation 中的液压效应关闭结果文件夹SolidWorks 文档 (E:\比赛\有限元分析\机架模态分析)单位单位系统: 公制 (MKS)长度/位移mm温度Kelvin角速度弧度/秒压强/应力N/m^2模型参考属性零部件名称:普通碳钢模型类型: 线性弹性同向性默认失败准则: 最大 von Mises 应力屈服强度: 2.20594e+008 N/m^2张力强度: 3.99826e+008 N/m^2质量密度: 7800 kg/m^3弹性模量: 2.1e+011 N/m^2泊松比: 0.28热扩张系数: 1.3e-005 /Kelvin SolidBody 1(凸台-拉伸1)(工字钢-1),SolidBody 1(凸台-拉伸1)(工字钢-2),SolidBody 1(凸台-拉伸6)(横档-1),SolidBody 1(凸台-拉伸6)(横档-2),SolidBody 1(凸台-拉伸2)(立柱-1),SolidBody 1(凸台-拉伸2)(立柱-2),SolidBody 1(凸台-拉伸2)(立柱-3),SolidBody 1(凸台-拉伸2)(立柱-4)曲线数据:N/A载荷和夹具夹具名称夹具图像夹具细节固定-1 实体: 4 面类型: 固定几何体接头定义无数据接触接触图像接触属性相触面组-1 类型:接合相触面组实体: 3 面相触面组-2 类型:接合相触面组实体: 3 面相触面组-3 类型:接合相触面组实体: 3 面相触面组-4 类型:接合相触面组实体: 2 面相触面组-5 类型:接合相触面组实体: 2 面相触面组-6相触面组-7类型: 接合相触面组 实体: 2 面相触面组-8类型: 接合相触面组 实体: 3 面相触面组-9类型: 接合相触面组 实体: 2 面相触面组-10类型: 接合相触面组 实体: 3 面相触面组-11类型: 接合相触面组 实体: 2 面相触面组-12相触面组-13类型: 接合相触面组 实体: 2 面相触面组-14类型: 接合相触面组 实体: 3 面相触面组-15类型: 接合相触面组 实体: 3 面相触面组-16类型: 接合相触面组 实体: 3 面相触面组-17类型: 接合相触面组 实体: 3 面相触面组-18相触面组-19类型: 接合相触面组 实体: 3 面相触面组-20类型: 接合相触面组 实体: 3 面相触面组-21类型: 接合相触面组 实体: 2 面相触面组-22类型: 接合相触面组 实体: 2 面相触面组-23类型: 接合相触面组 实体: 2 面相触面组-24相触面组-25类型: 接合相触面组 实体: 3 面相触面组-26类型: 接合相触面组 实体: 3 面相触面组-27类型: 接合相触面组 实体: 3 面相触面组-28类型: 接合相触面组 实体: 3 面全局接触类型: 接合 零部件: 1 零部件 选项: 兼容网格网格信息网格类型实体网格所用网格器: 基于曲率的网格雅可比点 4 点最大单元大小0 mm最小单元大小0 mm网格品质高重新网格使带不兼容网格的零件失败关闭网格信息 - 细节节点总数30637单元总数15451最大高宽比例127.82单元 (%)，其高宽比例 < 3 19.2单元 (%)，其高宽比例 > 10 24.7扭曲单元(雅可比)的 % 0完成网格的时间(时;分;秒): 00:00:16计算机名: FUCANGMIN-PC传感器细节无数据算例结果名称类型最小最大位移1 URES:合位移图解对于模式形状:1(数值 = 41.6766 Hz) 0 mm节: 23633159.457 mm节: 10341机架-频率分析-位移-位移1名称类型最小最大位移2 URES:合位移图解对于模式形状:2(数值 = 42.4875 Hz) 0 mm节: 23633165.054 mm节: 902机架-频率分析-位移-位移2名称类型最小最大位移3 URES:合位移图解对于模式形状:3(数值 = 61.6518 Hz) 0 mm节: 2363356.9915 mm节: 983机架-频率分析-位移-位移3名称类型最小最大位移4 URES:合位移图解对于模式形状:4(数值 = 64.3535 Hz) 0 mm节: 23633154.372 mm节: 10393机架-频率分析-位移-位移4名称类型最小最大位移5 URES:合位移图解对于模式形状:5(数值 = 66.5126 Hz) 0 mm节: 23633172.872 mm节: 954机架-频率分析-位移-位移5名称类型最小最大位移6 URES:合位移图解对于模式形状:6(数值 = 74.8131 Hz) 0 mm节: 23633178.435 mm节: 9847机架-频率分析-位移-位移6模式清单频率数弧度/秒赫兹秒1 261.86 41.677 0.0239942 266.96 42.487 0.0235363 387.37 61.652 0.016224 404.34 64.353 0.0155395 417.91 66.513 0.0150356 470.06 74.813 0.013367质量参与(正规化)模式数频率(赫兹)X 方向Y 方向Z 方向1 41.677 0.05821 1.5007e-011 2.3611e-0112 42.487 1.6212e-006 6.6161e-007 2.2597e-0053 61.652 0.55752 2.5797e-013 1.97e-0074 64.353 0.0017032 1.4719e-009 2.7066e-0095 66.513 1.1276e-006 8.838e-008 0.00017887结论。
solidworks simulation 工程实例详解 -回复
solidworks simulation 工程实例详解-回复Solidworks Simulation（Solidworks仿真）是一种功能强大的CAD软件，可以帮助工程师在设计前进行准确的产品分析和测试，以确保产品的可靠性和性能。
本文将以"Solidworks Simulation工程实例详解"为主题，一步一步回答有关Solidworks Simulation 的关键问题，并通过一个具体的实例来介绍其功能和应用。
首先，我们需要了解什么是Solidworks Simulation。
Solidworks Simulation 是Solidworks软件的一个插件，它集成了有限元分析（FEA）和计算流体力学（CFD）等先进的仿真技术。
它可以帮助工程师在虚拟环境中进行产品分析和测试，以减少实际测试的时间和成本。
接下来，我们将介绍Solidworks Simulation 常用的分析类型。
Solidworks Simulation 提供了多种分析类型，包括静态分析、动态分析、疲劳分析、热分析和流体流动分析等。
在静态分析中，我们可以考虑材料的弹性特性和结构的几何非线性行为。
在动态分析中，我们可以模拟结构的自由振动和受激振动。
在疲劳分析中，我们可以评估材料和结构的寿命。
在热分析中，我们可以研究结构在温度变化下的热应力和热变形。
在流体流动分析中，我们可以模拟流体在管道、阀门和泵等设备中的运动和行为。
然后，我们将通过一个实际的工程案例来详细介绍SolidworksSimulation 的应用。
假设我们正在设计一辆汽车的转向机构。
我们使用Solidworks 软件建模，并将转向机构装配到汽车的模型中。
在转向机构的设计过程中，我们需要确保车辆的操控性和稳定性。
首先，我们可以进行静态分析来评估转向机构的强度。
我们可以给转向机构施加一个车轮负载，并模拟在不同工况下，转向机构的应力和变形情况。
通过这些分析结果，我们可以确定转向机构是否满足强度要求，是否存在应力集中点和变形过大的问题。