基于SolidWorks正方形蜂窝结构面内力学性能有限元分析
基于SolidWorks建模技术的工程有限元仿真分析
基于SolidWorks建模技术的工程有限元仿真分析摘要: 基于SolidWorks建模技术的工程有限元仿真分析在工程有限元仿真分析中，现有的通用有限元分析软件有着各自的优缺点，而三维设计软件SolidWorks 具有超强的建模功能。
笔者利用SolidWorks的三维实体建模技术，以单洞四 ...基于SolidWorks建模技术的工程有限元仿真分析在工程有限元仿真分析中，现有的通用有限元分析软件有着各自的优缺点，而三维设计软件SolidWorks具有超强的建模功能。
笔者利用SolidWorks的三维实体建模技术，以单洞四车道隧道为工程背景，建立了工程有限元仿真模拟现场的复杂模型，通过SolidWorks与通用有限元仿真分析软件提供的通用数据格式，将隧道三维模型转换为有限元仿真分析网格模型。
通过MIDAS／GTS计算出结果，验证了基于SolidWorks建模技术应用于有限元仿真分析计算是切实可行的。
<!--关键字：SolidWorks 三维实体建模有限元仿真分析</div> -->有限元仿真分析的合理性很大程度上取决于模型建立的正确性，目前在有限元仿真分析中大多采用相近或者简略模型，因此导致计算结果与实际情况存在较大差异。
应用基于SolidWorks等三维设计软件超强的建模技术，实现与通用有限元分析软件之间数学模型和数据的转换与传输，完成有限元仿真模拟前复杂模型的建立工作，弥补有限元软件建造复杂模型方面的不足，从而实现有限元仿真分析的快速、准确、有效性。
笔者以复杂地形条件下某单洞隧道为例，应用SolidWorks方便、快速地建立隧道三维仿真模型。
并利用通用有限元分析软件与CAD/CAM程序的数据接口功能，经过数据转换后将隧道模型导入ANSYS、FLAC3D、MIDAS/GTS、COMSOL Multiphysics等多个有限元分析软件，完成隧道仿真模型的布尔代数运算和四面体单元划分，验证了SolidWorks实体、参数化建模技术应用于有限元仿真分析计算是切实可行的。
基于ANSYS的双层蜂窝纸板有限元分析
基于ANSYS的双层蜂窝纸板有限元分析
高山;王宝中
【期刊名称】《机械工程与自动化》
【年(卷),期】2012(000)006
【摘要】为了设计出结构合理、性能良好、经济性好的蜂窝纸板,采用ANSYS有限元分析软件建立双层蜂窝纸板模型,分析双层蜂窝纸板的静态特性,证明了双层纸板较单层蜂窝纸板抗压性能更好,给蜂窝纸板结构的改良和性能的提高提供了参考.【总页数】2页(P69-70)
【作者】高山;王宝中
【作者单位】河北联合大学机械工程学院,河北唐山063009;河北联合大学机械工程学院,河北唐山063009
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.7
【相关文献】
1.基于ANSYS的蜂窝纸板静压特性研究 [J], 彭键林;尹志宏;宋俊杰
2.基于ANSYS8.0的蜂窝纸板力学性能研究 [J], 张文峰;张安宁
3.基于ANSYS8.0的蜂窝纸板力学性能研究 [J], 张文峰;张安宁
4.基于ANSYS的蜂窝纸板静压特性研究 [J], 彭键林;尹志宏;宋俊杰
5.基于ANSYS的BOM胶囊式液压双层力车胎硫化机框架有限元分析 [J], 冯水安
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SolidWorks simulation结构有限元分析的应用浅析
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（上接第３２８页）
系统的信息集成、功能集成和过程集成。但作为一个企 业的一个工程应用项目，其实施过程在时间上必须是分 阶段、在应用水平上必须是分层次的。
２．深入调研，做好可行性分析及需求分析 要深入了解企业目标、现行的企业系统存在的问 题、企业的信息战略。调研不细致，需求不明确都将使 系统偏离实际。 ３．重视数据整理与分析工作 由于ＰＤＭ系统要管理所有与产品相关的数据及相关 过程，所以其范围覆盖所有产生或使用产品信息的部 门，数据类型复杂，工作流繁多，这些分散的信息需要 经过收集、整理和分析．才能有效建立相应的模型。 ４．重视实施队伍的组建，选择技术力量雄厚，经验 丰富的合作伙伴 企业在引入ＰＤＭ之前，大都不具备ＰＤＭ实施经验和 二次开发能力的专门人才，只有在合作伙伴的协助或帮 助下，结合企业的具体情况，在实践巾发现问题，共同 开发和完善．ＰＤＭ才能真正发挥作用。 ５．需要管理层重视和支持 ＰＤＭ项目的成功必须有企业最高管理层的全力支 持。当项目遇到阻力时，特别是当项目实施遇到文化上 的阻力时，企业的高层领导必须是变革的推动者，从根 本上推动项同的顺利实施。６．重视实施过程中的教育培 训 ＰＤＭ实施中最大的难点往往是人的问题。因此，在 实施过程中需要关注持续的培训，参与ＰＤＭ实施的企业
SolidWorksSimulation有限元分析
SolidWorksSimulation有限元分析一.Solidworks Simulation中有四种单元类型：一阶实体四面体单元，二阶实体四面体单元，一阶三角形壳单元，一阶三角形壳单元，二.模型分析的关键步骤：1.创建算例：对模型的每次分析都是一个算例。
一个模型可包含多个算例。
2.应用材料：向模型添加包含物理信息（如屈服强度）的材料。
3.添加约束：模拟真实的模型装夹方式，对模型添加夹具（约束）。
4.施加载荷：载荷反映了作用在模型上的力。
5.划分网格：模型被细分为有限个单元。
6.运行分析：求解计算模型中的位移，应变和应力。
7.分析结果：解释分析的结果。
三.夹具类型及属性：标准夹具：1.固定几何体2.滚柱/滑杆3.固定铰链高级外部力：1.对称2.圆围对称3.使用参考几何体4.在平面上5.在圆柱子面上6.在球面上四.怎样装入Simulation：选择工具---插件命令，在弹出的插件对话框中的SolidworksPremium Add-ins插件栏中勾选Solidworks Simulation，并单击确定。
则会在命令管理器中显示Simulation管理器。
在插件对话框中还有Solidworks插件和其它插件两栏的命令可供选择。
五. Simulation（有限元分析）的操作步骤：打开一模型，单击Simulatio标签栏，1.单击新算例，在算例对话框中输入算例的名称（如深梁），并在类型中选择一种，点击确定；2.然后在模型树中选择名称（如深梁），单击应用材料命令，在弹出的材料对话框中选择一种材料，单击确定，对模型赋予材料；3.单击夹具顾问命令，在弹出的Simulation顾问对话框中单击添加夹具命令，在弹出的夹具对话框中的类型栏中的标准栏中单击固定几何体按钮，在符号设定下的符号大小中输入300，再选择一个面，也可以在高级栏中选择相应的命令，单击确定；4.再单击外部载荷顾问下拉列表中的压力命令，在弹出的压力对话框中类型栏中的类型中选择一个面，一般选择垂直于所选面选项，在压强值栏中选择压强的单位和压强值的大小，完成后单击确定；5.再单击运行下拉列表下的生成网格命令，在弹出的网格对话框中设置好后，单击确定；再单击运行按钮，系统自动运算完成，可以查看生成的几个结果。
SolidWorksSimulation有限元分析培训教程PPT教案
划分网格—基于曲率的网格
Simulation2009新功能，可以合理分配网格资源
在高曲率区域中生成更多网格，在低曲率区 域中生成较少网格。
第1章 分析流程
第1章 学习目标
全面了解 Simulation界面 用实体网格运行一个线性静态分析-静态
• 几何外形 • 材料属性 • 载荷 • 约束 了解网格密度对位移和应力结果的影响 采用不同方法显示有限元计算结果 管理结果文件 获取有用的帮助
SolidWorks Simulation界面
一般来讲，FEA软件通常有以下三个步 骤:
预处理 分析的类型（例如，静态，热，频率），材料的性能， 载荷和约束被定义（建立数学模型），并且模型被分为有限的 单元（建立有限元模型）。
求解 用来计算所需的结果（求解有限元模型）。 后处理 用来对结果进行分析（分析结果）。
SolidWorks Simulation 步骤
单元– 网格中所存在的三角 形(四面体)或四边形(六面体) 等
结点- 不同单元所联接在一起 的点，结点是求解未知量(通 常是位移)所需的点
Simulation中的单元类型
Simulation中 三维单元有：一阶实体四面体单元和二阶实体四面体单元； 二维单元有：一阶三角形壳单元和二阶三角形壳单元； 一维单元有：梁单元
Simulation中的单元类型
实体单元示例
将零件划分成小的四面体单元，并计算每一 个单元上的变形，从而解出整个零件的变形 。
Simulation中的单元类型
蜂窝结构的等效模量计算与有限元仿真论文.
摘要摘要蜂窝夹层结构以其优秀的强度比，刚度比和较好的隔热隔震，耐冲击性能，被广泛应用于多个领域，如：航空航天，航海以及高速铁路等。
对蜂窝夹层的分析通常采用有限元分析进行，蜂窝夹层结构通常有蜂窝芯体与面板组成，分析时由于蜂窝芯体结构复杂，有限元模模型不易建立，于是为了减少计算量、提高分析效率就有了蜂窝芯体等效模型。
本文所做的工作是利用有限元软件以参数化建模方式建立蜂窝的实体模型和等效模型，在验证蜂窝等效模量的精度同时改变蜂窝的实体模型和等效模型的宏观尺寸，观察蜂窝芯体的宏观尺寸对蜂窝等效模量精度的影响，最后通过总结得到相应的结论。
关键词：蜂窝夹层结构有限元蜂窝等效模量2蜂窝结构的等效模量计算与有限元仿真ABSTRACTHoneycomb core sandwith structrue is wildly useded in many field, such as space, airplane designing and high-speed railway consduction. Generally,Honeycomb core sandwith structrue are engineered with Finite-Element method,but as we known Honeycomb core sandwith structrue is complex whitch is consited of honeycomb core and two panels,therefore,it's difficult to mldel the honeycomb core structrue with Finite-Element method.In order to reduce the work in caculating and improve the efficenc during engineering,equivalent model theory came out.What have done in this paper are modeling the Honeyconb core sandwith structrue and the equivalent model with APDL(Ansys Programing Design Language),then analysis the changing macroscopic dimensions of Honeyconb core sandwith structrue how to impact the equivalent precision of equivalent models.Keywords: Honeycomb core sandwith structure Finite-Element method Equivalent model目录 1目录第一章绪论 (3)1.1蜂窝夹层材料的简介 (3)1.2蜂窝夹层结构的研究现状 (4)1.3本文的所做的工作 (6)本章小结 (6)第二章蜂窝等效模量的推导与分析 (7)2.1概述 (7)2.2共性面性能能分析 (8)2.3富明慧修正式 (12)2.4综合考虑蜂窝壁板弯曲、伸缩、剪切的修正式 (15)2.5异性面等效模量分析 (19)2.6对于蜂窝夹芯板的等效处理方法 (23)本章小结 (24)第三章建模与分析 (26)3.1有限元与A NSYS简介 (26)3.2通用有限元程序A NSYS (27)3.3有限元建模 (28)本章小结 (31)第四章误差分析 (32)4.1约束条件 (32)4.2等效误差 (34)本章结论 (42)第五章全文总结 (45)2蜂窝结构的等效模量计算与有限元仿真第六章结束语 (47)参考文献 (49)第一章 绪论 3第一章 绪论1.1蜂窝夹层材料的简介铝蜂窝夹层板由两层薄而强的面板材料中间夹一层厚而轻的铝蜂窝芯组成。
基于SIWPSO的单轴对称圆孔蜂窝梁优化设计
基于SIWPSO的单轴对称圆孔蜂窝梁优化设计陈向荣;陈星;王鑫伟【摘要】利用具有随机惯性权重的粒子群算法(SIWPSO),在数学软件MATLAB中编写优化程序,将蜂窝梁的受力情况和边界条件详细地编入优化程序,以期得到蜂窝梁在任一工况下最优参数的精确解,经大量程序调试发现该程序输出结果稳定.通过ABAQUS建模进行有限元分析,发现所得单轴对称圆孔蜂窝梁的力学性能优良.研究表明:SIWPSO算法具有较快的收敛性和较高的精度,可以缩减设计时间并满足设计要求;此算法所得蜂窝梁能以较少的材料抵抗外部作用为,具有较离的经济性;此算法对蜂窝梁的优化设计有较高的适应度.【期刊名称】《江苏大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(036)006【总页数】6页(P716-721)【关键词】蜂窝梁;单轴对称;优化设计;粒子群算法;随机惯性权重【作者】陈向荣;陈星;王鑫伟【作者单位】西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安710055;西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安710055;西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安710055【正文语种】中文【中图分类】TP391.9随着绿色建筑的发展，钢结构越来越受到建筑师们的青睐，蜂窝梁也随之得到广泛应用.由于计算方法和规范编制的相对滞后，因此在很大程度上蜂窝梁的精细化、最优化设计被限制［1］.作为一种新兴的演化计算技术，群智能算法正逐渐成为各领域研究人员的关注焦点［2-5］.粒子群算法具有寻优程序简单、速度快的优点［2，4］.圆孔蜂窝梁因受力合理、节省钢材、制作方便、造型美观的优点在近期工程中有较为广泛的应用［6］.应用单轴对称圆孔蜂窝梁可使结构内力分布更加合理，并充分利用钢材［7］.但目前的相关研究较少，且未见有学者利用优化程序对其进行优化设计.设计单轴对称圆孔蜂窝梁时，不仅需要考虑开孔率、孔间距和跨度等常规蜂窝梁设计参数，还需对翼缘进行进一步设计计算，设计过程繁琐.为简化计算过程，同时得到一组经济合理、安全可靠的设计参数，有必要进行优化设计. 本研究采用MATLAB编写优化设计程序，使用基于随机惯性权重的粒子群算法，经过多次运行优化设计程序，得到一组稳定且符合边界条件的参数，并对所得优化结果进行有限元验证，以期为实际工程提供理论依据和参考.1 单轴对称圆孔蜂窝梁设计本研究中钢材选用Q235钢材，屈服强度为235 MPa，弹性模量E=2.06×105N·mm-2，泊松比υ取值0.3.1.1 制作过程图1为蜂窝梁构造图.圆孔蜂窝梁的一般制作方法是预先在H型钢上画切割线，按线切割后错位焊接.因设计的蜂窝梁为单轴对称截面，故需采用两种型号的钢材进行切割后混合焊接，焊成的构件如图2所示.图1 蜂窝梁构造图图2 构件截面示意图1.2 几何尺寸英国的BS 5950《建筑使用的钢制结构规范》［8］中以孔间距S和孔洞直径D 为几何设计参数，规定蜂窝梁应符合式(1)、式(2)的基本几何条件，即式中:HS为蜂窝梁截面高度.1.3 截面弯曲正应力蜂窝梁空腹截面处的弯曲正应力较大，应使空腹截面处的弯矩MU小于根据全截面塑性惯性矩计算得到的塑性弯矩MP，即满足式(3)的要求:式中:ALT为蜂窝梁上部T截面的面积;pY为钢材设计强度;HU为上、下T截面的重心距.1.4 截面剪切应力蜂窝梁的竖向剪应力PVY、水平剪应力PVH按式(4)和(5)计算，即式中:AWUL为上、下T截面的面积;AWP为最小腹板的面积.1.5 实腹处弯曲应力蜂窝梁的桥墩处有焊接接口，应力复杂，是蜂窝梁中又一个较为薄弱的截面，故此处应力应满足式(6)至式(9):式中:Mmax为蜂窝梁桥墩处的最大弯矩;ME为桥顶水平截面处的最大弯矩.1.6 挠度计算蜂窝梁的挠度时，需要先分别计算每一个开孔单元的挠度，然后叠加各部分挠度得到总挠度ytot，其值不应大于 BS 5950［8］规定的挠度限值.式(10)-(15)为挠度计算公式:式中:yMP为空腹截面处弯矩作用产生的挠度;yAP为T截面在轴力作用下产生的挠度;yST为空腹截面处剪力作用产生的挠度;ySMP为在实腹截面处剪力作用产生的挠度.2 优化设计程序2.1 SIWPSO算法粒子群优化算法(PSO)由Eberhart和Kennedy于1995年提出，是一种基于群智慧的优化算法［3］.由于PSO算法参数较少、收敛速度快、精度高，计算流程简洁，速度、位移变化公式简单易操作，与和声算法、遗传算法［9］相比更适合编程［2］.粒子群算法的流程图见图3.图3 粒子群算法的计算框图速度及位移变化的计算公式见式(16)和(17):式中:c1为认知因子;c2为社会因子;ζ和η为［0，1］区间内均匀分布的随机数;r 为位置更新时在速度前面加的约束因子，通常设置为1;w为惯性权重.本研究采用随机惯性权重，在一定程度上可以避免线性递减惯性权重在初期搜索不到最优点附近的区域时，随着w的递减仍然收敛不到最优点的局限性［3］.式(18)和(19)为 w 的计算公式:式中:rand(0，1)代表0到1之间的随机数;N(0，1)表示标准正态分布的随机数.2.2 边界条件边界条件分为几何、弯曲应力、剪切应力、弯剪应力和挠度等.参考英国规范BS 5950［8］中的设计公式并做简单推导，得到如式(20)至式(31)所示的约束条件，将这些边界条件加入到优化程序的目标函数中，以此约束各参数的取值.限制孔洞直径、孔间距和蜂窝梁高度:截面的最大弯矩小于塑性弯矩:空腹截面处及桥墩处的剪应力满足:T截面处考虑弯-剪应力相互作用:挠度不应超过限值L/360:2.3 选取算法程序中的变量及范围单轴对称圆孔蜂窝梁的制作过程特殊，其优化问题具有连续性，状态变量的范围应取截面表各尺寸的全集.优化变量中的截面高度H、腹板厚度t1、上翼缘宽度b1、上翼缘厚度t2、下翼缘宽度b2和下翼缘厚度t3等参数变化的范围采用BS 5950［8］截面尺寸表的全集;另外两个优化变量距高比 E取0.2～2.0，开孔率η取0.3～0.9(实际中用到E和η的极大、极小值的可能性很小，本研究目的在于以较大的范围尽可能搜索最优解，在运行中基本不会搜索到E和η的极大、极小值). 状态变量的选取关系到算法的精度及速度，故在算法程序的调试阶段，需要进行大量试验和迭代的评估工作.通过对参数选取的评估，发现粒子个数取80个，随机平均惯性权重从0.8变化到0.5，认知因子和社会因子均取0.5，迭代次数取1 000次，速度限制为各参数变化范围的5%，此时程序的性能达到最优.本研究算例均设置为上述状态变量进行优化设计.2.4 目标函数及计算原理以整根单轴对称圆孔蜂窝梁的重量为目标函数，或称之为适应度.利用惩罚算法对优化程序中的边界条件进行处理［10］，目标函数为式中:f(x)为以蜂窝梁重量为目标的目标函数;ai代表对第i个约束条件的惩罚因子，为12个趋于无穷大的数.优化程序循环中，如果边界条件不满足，就会对相应的目标函数进行惩罚，使本次迭代的适应度值很大，从而提前结束迭代，进入下一次迭代过程，直到得出的适应度值在正常范围内，即当所有边界条件均得到满足时，可结束本轮迭代并自动记录;然后比较每轮迭代所得的适应度值，选出最小值，即最小自重作为运行结果并输出.3 工程算例13.1 工程概况结合工程实际，选取同时承受集中荷载和均布荷载的梁为算例1，对前文提出的优化程序进行验证.受力情况及各参数见图4.图4 工况1下的单轴对称圆孔蜂窝梁3.2 迭代过程为直观显示优化设计的全过程，在SIWPSO算法的末尾加入结果的输出语句，运行MATLAB优化程序，可得每次迭代的粒子适应度最小值(目标函数的最小值)，将各点连接起来，剔除后500次相同的适应度值后的迭代过程如图5所示.图5 算例1的优化程序迭代图初始粒子状态和迭代100次时的粒子状态见表1.表1 算例1迭代过程的粒子状态粒子状态截面尺寸(H*b1*b2*t1*t2*t3)/mm 孔洞数/个孔间距/mm 蜂窝梁质量/kg 24.2 12 250.1 412.799 100初始粒子参数436.8*267.5*215.5*20.8*22.5*12.9 12 279.0 393.558269.7*432.3*376.5*11.1*9.6*22.4 11 320.7 464.356549.5*444.3*401.4*6.2*14.0*33.1 9 366.9 655.445636.5*239.9*197.2*16.1*25.3*19.6 25 119.4 -224.058603.8*279.5*239.0*14.1*31.3*15.6 35 84.3 -447.221755.6*296.3*248.0*10.5*32.9*代粒子参数253.0*131.1*246.4*5.8*7.0*7.4 10 361.1 129.952 253.0*130.5*246.5*5.8*7.0*7.4 10 361.1 129.843253.1*130.4*246.3*5.8*7.0*7.4 10 361.1 129.784404.3*188.5*232.3*10.2*15.5*13.5 15 221.3 222.639387.9*220.7*255.6*10.1*18.6*14.2 19 172.5 232.866253.1*130.4*246.4*5.8*7.0*7.4 10 361.1 129.808通过图5和表1可以看出，用SIWPSO算法编写的MATLAB优化程序，初期收敛速度很快，经100次迭代后就进入小范围搜索，整个搜索过程在迭代200次左右完成，之后迭代粒子参数基本不变，1 000次迭代的运行时间保持在2～3 min.通过对本优化程序进行多次运行，发现程序较为稳定，每次的运行结果几乎一致，有较小的几率出现一次很大差异的结果，实际使用时经几次运行程序就可以避免此类偶然事件的发生.3.3 优化结果通过MATLAB迭代程序的计算与分析，最终得到工况1下蜂窝梁的优化设计结果:梁高为252.9 mm，上翼缘宽为120.4 mm，下翼缘宽为101.6 mm，腹板厚为5.8 mm，上、下翼缘厚度均为7.0 mm，孔洞10个，孔间距为358.0 mm，梁自重为89.980 kg.3.4 有限元评估根据工况特点及边界条件，用ABAQUS对所得蜂窝梁优化结果进行分析和校验.图6为单轴对称圆孔蜂窝梁在工况1下的应力云图.由图6所示的应力云图可知，通过SIWPSO算法所得截面上的最大Mises应力为212.0 MPa，小于并接近材料的强度235.0 MPa，材料得到很大程度上的应用，留有一定的安全储备，可以保证结构安全可靠的同时，使钢材用量最小化，故所提出优化设计程序合理.图6 单轴对称圆孔蜂窝梁在工况1下的应力云图4 工程算例24.1 工程概况下文以实际工程中的一根承受均布荷载的单轴对称圆孔蜂窝梁为算例2(见图7)，梁承受活荷载为10 kN·m-2、恒荷载为6 kN·m-2.图7 工况2下的单轴对称圆孔蜂窝梁4.2 迭代过程优化设计程序的迭代过程见图8，取出多次试验中具有最小适应度值的迭代次数-适应度曲线，剔除后500次相同的适应度值.初始粒子状态和迭代100次时的粒子状态列于表2中.图8 算例2的优化程序迭代图表2 算例2迭代过程的粒子状态粒子状态截面尺寸(H*b1*b2*t1*t2*t3)/mm 孔洞数/个孔间距/mm 蜂窝梁质量/kg初始粒子参数500.2*191.3*153.1*9.5*16.6*25.4 5 782.6 994.052826.0*367.2*336.8*18.9*21.8*12.9 20 133.3 680.396506.5*407.4*372.8*15.9*28.8*33.5 11 906.7 2 523.833388.7*451.8*410.5*8.5*20.5*21.8 10 1 014.4 1 712.364472.9*404.1*345.1*20.9*15.3*14.1 9 1 134.1 1 733.724553.7*324.7*277.9*7.7*19.7*10.3 11 905.9 1 075.173 100代粒子参数304.2*152.3*121.2*6.1*9.8*10.3 23 416.5 333.833304.2*151.8*120.8*6.1*9.8*10.3 23 416.5 333.125304.2*151.5*120.6*6.1*9.8*10.3 22 436.4 336.967304.2*151.5*120.6*6.1*9.8*10.3 22 436.4 336.944304.2*151.7*120.7*6.1*9.8*10.3 22 436.4 337.202304.2*151.3*120.3*6.1*9.8*10.3 22 436.4 336.547由图8、表2可知，优化程序在迭代初期的收敛速度较快，经50次迭代即进入局部优化，迭代200次左右适应度不再减少，所有粒子的参数接近一致，经后续迭代剩余粒子也将参数锁定为该值，算法接近尾声.经过多次运行程序，各优化结果相差很小，即认为在该工况和约束条件下已找到最优参数.4.3 优化结果通过优化程序的运行，得到工况1下的优化设计结果:梁高为304.2 mm，上翼缘宽为131.6 mm，下翼缘宽为101.6 mm，腹板厚为5.8 mm，上翼缘厚度为9.0 mm，下翼缘厚度为10.5 mm，孔洞23个，孔间距为416.5 mm，梁自重为289.805 kg.4.4 有限元评估根据算例工况的特点及边界条件，使用ABAQUS对算例2建模进行有限元分析［7］，应力云图见图9.所得构件截面上最大Mises应力为210.1 MPa，小于并接近材料强度235.0 MPa，结构未发生塑性变形，且留有一定的安全储备，使构件安全可靠，用钢量最小化，再次证得优化设计程序的合理性.图9 单轴对称圆孔蜂窝梁在工况2下的应力云图5 结论1)通过多次运行优化程序，发现初期收敛速度极快，仅经过几十次迭代，即可进入局部范围搜索，经过200次左右迭代，就可以搜索出相应工况下最符合边界条件的构件参数，且每次运行程序所得构件参数几乎一致，以此可看出本程序具有收敛速度快和稳定性好的优点，可缩减设计时间.2)通过对两个算例得出的蜂窝梁构件进行有限元分析，可知该优化程序具有足够精确度.优化所得构件最大Mises应力接近且未超过材料强度，构件处于弹性阶段，翼缘和腹板能各尽其用，一定程度上增加了钢材利用率，为实际工程减少开支.3)本程序对于单轴对称蜂窝梁的优化设计具有较高适应度，可为工程设计提供参考. 参考文献(References)【相关文献】［1］邹锦华，魏德敏，苏益声，等.蜂窝梁的简化计算及其试验对比［J］.华南理工大学学报:自然科学版，2005，33(1):47-51.Zou Jinhua，Wei Demin，Su Yisheng，et al.Reduced calculation and its experimental comparison for castellated beams［J］.Journal of South China University of Technology:Natural Science Edition，2005，33(1):47-51.(in Chinese)［2］Biswas D K，Panja S C，Guha S.Multi objective optimization method by PSO ［J］.Procedia Materials Science，2014，6(1):1815-1822.［3］曾建潮，介婧，崔志华.微粒群算法［M］.北京:科学出版社，2004:12-18.［4］Ramin V S，Alireza N，Masoud N.Optimization of the castellated beams by particle swarm algorithms method［J］.APCBEE Procedia，2014，9(1):381-387.［5］吴霄，肖汝诚.基于遗传算法的大跨度混合梁斜拉桥索力优化［J］.江苏大学学报:自然科学版，2014，35(6):722-726.Wu Xiao，Xiao Rucheng.Optimization of cable force for cable-stayed bridges with mixed stiffening girders based on genetic algorithm［J］.Journal of Jiangsu University:Natural Science Edition，2014，35(6):722-726.(in Chinese)［6］Soltani M R，Bouchaïr A，Mimoune M.Nonlinear FE analysis of the ultimate behavior of steel castellated beams［J］.Journal of Constructional Steel Research，2012，70(10):101-114.［7］陈绍蕃.单轴对称工形截面无支撑简支梁的稳定承载能力［J］.钢结构，2008，23(8):14-19. Chen Shaofan.Buckling capacity of unbraced simplysupported beams with monosymmetric I-section［J］.Steel Structure，2008，23(8):14-19.(in Chinese)［8］BS 5950.Structural use of steelworks in building［S］.London，UK:British Standard Institution，2000.［9］Wei Yu，Li Baizhan，Jia Hongyuan，et al.Application of multi-objective genetic algorithm to optimize energy efficiency and thermal comfort in building design［J］.Energy and Buildings，2015，88(1):135-143.［10］Maheri M R，Narimani M M.An enhanced harmony search algorithm for optimum design of side sway steel frames［J］.Computers and Structures，2014，136(2):78-89.。
solidworks有限元分析
solidworks有限元分析Solidworks有限元分析。
Solidworks是一款广泛应用于工程设计和制造的三维计算机辅助设计软件。
它提供了丰富的工具和功能，可以帮助工程师和设计师进行产品设计、建模和工程分析。
其中，有限元分析是Solidworks中非常重要的一个功能，它可以帮助工程师对产品的结构、应力、变形等进行精确的分析和评估。
本文将介绍Solidworks有限元分析的基本原理、应用和优势。
有限元分析（Finite Element Analysis，简称FEA）是一种工程分析方法，它通过将复杂的结构分解为许多小的有限元素，然后利用数学方法对每个有限元素进行分析，最终得出整个结构的应力、变形等物理特性。
有限元分析在工程设计和制造中有着广泛的应用，可以帮助工程师评估产品的结构强度、耐久性、安全性等重要性能指标，从而指导产品的设计和改进。
Solidworks的有限元分析功能可以帮助工程师对产品的结构进行精确的分析和评估。
首先，工程师可以在Solidworks中建立产品的三维模型，并将其转换为有限元素模型。
然后，工程师可以对模型进行加载、边界条件等设置，并选择合适的材料属性和分析类型。
最后，Solidworks会自动对模型进行网格划分，并利用数学方法对每个有限元素进行分析，最终得出产品的应力、变形等物理特性。
有限元分析在Solidworks中有着许多应用。
首先，它可以帮助工程师评估产品的结构强度，包括承受的载荷、应力分布等。
其次，它可以帮助工程师评估产品的变形情况，包括挠度、变形量等。
此外，有限元分析还可以帮助工程师评估产品的疲劳寿命、安全性等重要性能指标。
通过有限元分析，工程师可以及时发现产品的设计缺陷和问题，并进行改进和优化，从而提高产品的质量和性能。
Solidworks的有限元分析功能具有许多优势。
首先，它集成在Solidworks软件中，可以直接与产品设计和建模进行无缝对接，节省了工程师的时间和精力。
solidworks有限元分析使用方法
solidworks有限元分析使用方法solidworks有限元分析应用于机械、汽车、家电、电子产品、家具、建筑、医学骨科等产品设计及研发。
其作用是：确保产品设计的安全合理性，同时采用优化设计，找出产品设计最佳方案，降低材料的消耗或成本; 在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题; 模拟各种试验方案，减少试验时间和经费; 是产品设计研发的核心技术。
看板网根据超过十年的项目经验和培训经验，提醒各位朋友，有限元分析，不同于绘图。
以下是看板网总结的solidworks有限元分析使用方法，希望对大家有用。
一、软件形式：（一）solidworks的内置形式：SimulationXpress——只有对一些具有简单载荷和支撑类型的零件的静态分析。
（二）SolidWorks的插件形式：SimulationWorksDesigner——对零件或装配体的静态分析。
SimulationWorksProfessional——对零件或装配体的静态、热传导、扭曲、频率、掉落测试、优化、疲劳分析。
SimulationWorksAdvancedProfessional——在SimulationWorksProfessional的所有功能上增加了非线性和高级动力学分析。
（三）单独发行形式：Simulation DesignSTAR——功能与SimulationWorks Advanced Professional相同。
二、使用FEA的一般步骤：FEA=Finite Element Analysis——是一种工程数值分析工具，但不是唯一的数值分析工具！其它的数值分析工具还有：有限差分法、边界元法、有限体积法等等。
（一）建立数学模型有时，需要修改CAD几何模型以满足网格划分的需要，（即从CAD几何体→FEA几何体），共有下列三法：1、特征消隐：指合并和消除在分析中认为不重要的几何特征，如外圆角、圆边、标志等。
2、理想化：理想化是更具有积极意义的工作，如将一个薄壁模型用一个平面来代理（注：如果选中了“使用中面的壳网格”做为“网格类型”，SimulationWorks 会自动地创建曲面几何体）。
蜂窝钢构件弯矩作用平面内稳定承载力的有限元分析
耋墨弘渊．一㈧蜂窝钢构件弯矩作用平面内稳定承载力的有限元分析’耿琳(淀粥建筑大学±本工程学辽宁沈期110168)【籀瓣】应用大型有戳元软件A N sY S对蜂窝式压弯构件进行分析。
了解正六边形孑乙蜂窝式压弯构件弯矩作用平面内稳定承斌力的特性，为工程设计提供参考．[关键询)有限元蜂窝式压弯构件稳定承载力中凰分类号：TB2文献标识码：^文章编号：1671--7597(2008)0620088--01蜂窝构件作为一种经济合理的构件形式在工稷中得到了广泛的研究和应用。
钢蜂窝构件是将宽翼缘工字钢(H型钢)藏酱通工字钢，切割再焊接丽残的空腹构搏。
蜂窝梅件具有自幕轻、承载力离、经济、美勰等优点，蜂窝橡镣瓣截瑟态度为簸藿镄酶1。
3～1．6倍，霆两较大逮挺鸯了凝钢褥佟的抗弯强度和刚度。
它比实腹构件可节约钢材25％～50％，节省油漆和安装运输费用15％～34．6％，蜂窝构件腹板的孔洞既美观又便于安设镑道和电线，因此，蜂窝构件程工程实际应嬲中具有很大实用输值[1—2】。
近些年，我嚣辩技入萎霹多边形琵蜂窝铜粱律了一夔磷究，莠避行“芗援广痤用，取得了较好的社会效益和经济效髓。
但对于蜂窝式压弯构件的研究比较少，这就为蜂窝式钢构件的推广遥用带来了困难。
笔者利用大魁有限元软件A N SY S对几组蜂窝斌压弯钢构髂弯矩作用乎蕊内稳定承载力避行了分辑，褥爨了～些结论，为工程设诤褥供参考。
一、霄曩元分析攥楚根据阑外‘些有芙试验资料与有限元理论分析的结果进行比较两者吻合较好，碳究表明应用肖限元对钢构佟进行分析贝露可行性。
因此，笔者采惩大鍪鸯蔽元势氍较移A N S Y S建立了有疆茏努耩模型，采弱三缨8苓煮SO LI D45安体单元进行嗍格划分，每个节点上有6个自由度，x、y、z三个方向的位移，以及绕x、y、z三轴的转动(3]。
为突出孔洞构造对蜂窝构件受力性能的影响，建模时忽略了焊缝鄢焊接残余废力的影蟾。
镪树为Q235钢，分耩辩麓话为理想戆弹鎏蛙挨型，采薅Von M i s es疆骚醒戮及蔟糖关夔流动法则e4】。
蜂窝梁受力性能数值分析
-蜂窝梁受力性能数值分析
蜂窝梁是一种从蜂窝结构延伸发展而来的新型复合材料结构，其外形酷似蜂窝状，结构稳定性好，强度高，自重轻，便于加工和制造。
蜂窝梁受力性能数值分析的具体过程如下：
1. 建立有限元模型：根据实际蜂窝梁结构的参数建立三维有限元模型，并将其划分为多个网格单元。
2. 选择适当的材料属性：蜂窝板通常采用塑料、金属等材料制成，通过分析所采用材料的弹性模量、泊松比和破坏强度等参数，为每一个有限元单元分配相应的材料参数。
3. 载荷和边界条件：在数值模型中引入载荷，来模拟蜂窝梁在实际使用中的负荷。
同时也要规定合理的边界条件，定义其支持方式，如支点、内部支撑等。
4. 进行数值计算：利用有限元方法进行计算，求解出蜂窝梁结构的应力、应变、变形等参数，并验证其受力性能。
通过计算机可以快速地得出结构的数值结果。
5. 结果分析：对计算结果进行分析、评估、比较，并确定合理的取模方法和电脑代码，以及优化结构改进的措施。
通过以上分析，可以得出蜂窝梁在负荷作用下的应力分布、变形和失稳状况，确定结构的受力性能和工作状态，优化结构尺寸、材料、工艺等方面，以提高蜂窝梁的性能并应用于实际情况。
正方形蜂窝纸板面内压缩力学性能仿真分析
（ 浙江科技学 院 轻工学 院 ， 杭州 ３ １ ０ ０ ２ ３ ）
摘
要 ：采 用 Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ软 件 仿 真 分 析 结窝 结 构 面 内压 缩 力 学 性 能 结 果 表
明， 当蜂 窝厚 度 一 定 时 ， 蜂 窝边 长 越 大 ， 屈服 强度迅 速下 降 ； 当蜂窝边 长一定 时 ， 随着 蜂窝厚 度增加 ， 屈 服 强 度 逐 渐 增 加 。通 过 有 限元 分 析 方法 能 有 效 地 降 低 实 际测 试 费用 。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｉ ｎ — ｐｌ ａ ｎ ｅ ｃ ｏｍ ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｖｅ ｍｅ ｃ ｈａ ｎｉ ｃ ａ ｌ ｐｒ ｏ ｐｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｓ ｑ ｕａ ｒ ｅ ｈ ｏｎ ｅ ｙ ｃ ｏ ｍｂ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ
Ｖｏ ｌ ＿ ２ ５ ＮＯ ． ５，Ｏｃ ｔ ．２ ０ １ ３
ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ １ — ８ ７ ９ ８ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ ０ ４
正 方 形 蜂 窝纸 板 面 内压 缩 力 学 性 能 仿 真 分 析
关键词 ： Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ ； 正方形蜂窝结构 ； 面 内压 缩 ； 屈 服 强 度
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｂ ４ ８ ５ ． ３ ； ＴＢ ４ ８ ７ 文献标 志码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ６ ７ １ — ８ ７ ９ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ３ ４ ０ — ０ ５
ａ ｃ ｔ ｕａ ｌ ｃ ｏ ｓ ｔ ｏ ｆ ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｒ ｅ ｄｕｃ ｅ ｄ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ：Ｓｏ ｌ ｉ ｄＷ ｏｒ ｋｓ ；ｓ ｑｕａ ｒ ｅ ｈ ｏｎ ｅ ｙ ｃ ｏ ｍｂ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕｒ ｅ；ｉ ｎ— ｐ ｌ ａ ｎｅ ｃ ｏ ｍ ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏｎ； ｙ ｉ ｅ ｌ ｄ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎｇ ｔ ｈ
基于SolidWorks正方形蜂窝结构面内力学性能有限元分析
摘要：随着社会经济的发展,蜂窝纸板包装在我们生活中越来越受到人们重视,蜂窝纸包装逐渐渗透入人们的生活。
本文主要探讨正方形蜂窝纸板结构的有限元建模方法,并利用SolidWorks软件模拟分析这种结构的性能。
主要研究成果如下：（1）建立厚度为20mm蜂窝窝芯为正方形结构的蜂窝纸板，并用SolidWorks 自带的SolidWorks Simulation 插件对蜂窝纸板进行静态模拟分析及跌落模拟试验。
从应力曲线上可以看出正方形蜂窝纸板的结构面内力学性能。
（2）在材质相同的情况下，分别对高度为10mm和20mm的正方形蜂窝纸板进行同等条件下的静态分析，我们可以发现高度越高的蜂窝纸板受到的应力越大。
（3）从两次静态模拟仿真试验及两次动态模拟仿真试验中得到的应力曲线上我们可以分析出，正方形蜂窝纸板受力时的凹凸面比平整面更具缓冲性能。
关键词：正方形；蜂窝纸板；应力；Simulation；The finite element analysis of mechanical properties within the square honeycomb's structure surface based onSolidWorksStudent’ s name: Junjie Yu Advisor: Guobin Jin （School of Light Industry Zhejiang University of Science and Technology）IAbstract: With the development of social economy, honeycomb cardboard packaging has gained greater attention in our daily life. And the honeycomb paper packing has gradually permeated into people's life. This paper mainly discusses the finite element modeling method of square honeycomb paperboard structure, using SolidWorks to simulate and analyze the performance of the structure. And the main research results are as follows:Firstly, after the establish of a three-dimensional model of square honeycombwith a thickness of 20mm cellular core, proceed to the static simulation analysis using the plug-in of SolidWorks Simulation. From the point of stress curve, thein-plane mechanical properties of the square honeycomb can be seen.Secondly, under the same condition of material, conducting static analysis on the height of 10mm and 20mm respectively of square honeycomb cardboard, we canfind that the higher of the honeycomb cardboard, the greater the stress it gets. Thirdly, the conclusion we can draw from the stress curve , through the analysisof the two static simulation experiments and the two dynamic simulation ones, isthat the concave and convex surface of the honeycomb board has better cushioning performance than the flat surface.Keywords：square; honeycomb paperboard; stress; simulation;目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)目录 (III)1 绪论 (1)1.1选题的背景依据及蜂窝纸板的研究 (1)1.1.1 选题背景 (1)II1.1.2 蜂窝纸板的研究 (1)1.2研究的目的和意义 (2)1.3研究内容 (3)1.4国内外研究现状 (3)1.5本章小结 (4)2 正方形蜂窝纸板的建模 (5)2.1应用软件介绍 (5)2.2模型的建立 (5)2.3本章小结 (6)3 静态分析 (7)3.1有限元分析法 (7)3.2建立算例并定义材料 (7)3.3第一次静态模拟及结果分析与讨论 (9)3.3.1第一次静态模拟 (9)3.3.2结果分析与讨论 (16)3.4第二次静态模拟及结果分析与讨论 (15)3.4.1第二次静态模拟 (15)3.4.2结果分析与讨论 (17)3.5本章小结 (19)4 静态对比分析 (20)4.1静态对比分析的目的和实施方法 (20)4.2高度为10MM的正方形蜂窝纸板的静态分析 (20)4.3结果对比分析 (22)4.4本章小结 (23)5 动态分析 (24)5.1研究环境 (24)5.2第一次动态模拟 (24)5.3第二次动态模拟 (26)5.4动态模拟结果分析与讨论 (26)III5.5本章小结 (27)6 结论与展望 (28)6.1主要研究言论 (28)6.2论文创新点 (28)6.3论文不足及未来工作展望 (29)致谢 (30)参考文献 (31)封底IV1 绪论1.1 选题的背景依据及蜂窝纸板的研究1.1.1 选题背景经过对蜂房的深入研究，科学家发现，蜂窝结构是材料/空间最大的结构，由于蜂窝结构的优越性，蜂窝结构现在已广泛的用于我们的生活领域中，在包装中也是多了很多它的影子。
SolidWorks有限元分析解析ppt课件
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13.1.3 材质
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13.1.4 分析
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13.1.5 结果
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13.2 FloXpress
SolidWorks FloXpress 是一个流体力学应用程序， 可计算流体是如何穿过零件或装配体模型的。根据算 出的速度场，可以找到设计中有问题的区域，以及在 制造任何零件之前对零件进行改进。
使用FloXpress完成分析需要以下5个步骤： （1）检查几何体。 （2）选择流体。 （3）设定边界条件。 （4）求解模型。 （5）查看结果。
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13.2.1 检查几何体
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13.2.2 选择流体
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13.2.3 设定边界条件
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13.2.4 求解模型
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13.2.5 查看结果
Solidworks有限元 及模拟仿真仿真分析
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13.1 SimulationXpress
使用SimulationXpress完成静力学分析需要以下5个 步骤：
（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。
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13.1.1 夹具
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13.1.2 载荷
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13.3 TolAnalyst
TolAnalyst是一种公差分析工具，用于研究公差和装 配体方法对一个装配体的两个特征间的尺寸所产生的 影响。每次研究的结果为一个最小与最大公差、一个 最小与最大和方根（RSS）公差、以及基值特征和公差 的列表。
使用TolAnalyst完成分析需要以下4个步骤： （1）测量。 （2）装配体顺序。 （3）装配体约束。 （4）分析结果。
solidworks有限元分析步骤
solidworks有限元分析步骤
1.添加模型材料
2.固定几何体
点击“夹具顾问下拉菜单”，选择“固定几何体”，添加模型约束，选择零件的下表面，作为固定面，确定。
3.进行网格划分
点击“运行此算例”“生成网格”调节划分粗糙度，生产网格划分。
4.4
添加载荷
点击“外部载荷”“力”，选择上表面为载荷面，修改负载的数值，确定。
前桥教育：专注设计，培养设计人
solidworks钣金设计,非标机械设计培训,PLC电气设计培训。
前桥教育是一个在线培训机构。
主要从事非标机械设计相关培训。
针对一些想要在机械行业有所作为的人群而定制的系统化教学。
目前为止我们开通了：软件班，钣金设计班，非标机械班，西门子plc和三菱plc等课程。
我们的教学方式
白天全职老师在线解答晚上上课，没有时间上课的我们是有录制视频供你下载观看的工作中或者设计上遇到问题我们这边都是给予解答的。
有问题随时提问。
报名成为我们的会员以后，我们这边有专业的解答群，全职老师在线解答。
报名以后老师的电话，微信，QQ号等信息都是发给学员的。
solidworks有限元分析
SolidWorks：SolidWorks是达索系统下的子公司，专门负责研发与销售机械设计软件的视窗产品，公司总部位于美国马萨诸塞州。
达索公司是负责系统性的软件供应，并为制造厂商提供具有Internet整合能力的支援服务。
该集团提供涵盖整个产品生命周期的系统，包括设计、工程、制造和产品数据管理等各个领域中的最佳软件系统，著名的CATIAV5就出自该公司之手，目前达索的CAD产品市场占有率居世界前列。
SolidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技术副总裁与CV公司的副总裁发起，总部位于马萨诸塞州的康克尔郡内，当初的目标是希望在每一个工程师的桌面上提供一套具有生产力的实体模型设计系统。
从1995年推出第一套SolidWorks三维机械设计软件至2010年已经拥有位于全球的办事处，并经由300家经销商在全球140个国家进行销售与分销该产品。
1997年，Solidworks被法国达索公司收购，作为达索中端主流市场的主打品牌。
有限元分析：有限元分析利用数学近似的方法对真实物理系统进行模拟。
利用简单而又相互作用的元素，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。
有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。
它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的近似解，然后推导求解这个域总的满足条件，从而得到问题的解。
因为实际问题被较简单的问题所代替，所以这个解不是准确解，而是近似解。
由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。
有限元是那些集合在一起能够表示实际连续域的离散单元。
有限元的概念早在几个世纪前就已产生并得到了应用，例如用多边形（有限个直线单元）逼近圆来求得圆的周长，但作为一种方法而被提出，则是最近的事。
有限元法最初被称为矩阵近似方法，应用于航空器的结构强度计算，并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。
基于Solid Works软件的有限元分析
关键 词 ：有 限元分 析 ；ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ；堆码 分析
中 图分类 号 ：Ｔ Ｋ ４ １ 文献标 识码 ：Ａ
１ 有 限元 分析 的重 要性
Ｗｏ ｒ ｋ ｓ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ有 限 元分 析 中的 静力 分 近 设 定 条件 的值 ；优 化 目标 即在 整 个 优
２ 堆 码分 析
依 据 国家标 准 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ４ ８ ５ ７ ． ３中规定 堆 码负 载按下 式计 算 ：
ｐ ＝
式 中 ，Ｐ ＿塑 料容 器 上施 加 的堆码 负 载 ，单 位 为 牛顿 （ Ｎ）；Ｍ 一 单 件 包装 质 量（ 为密 度 与实 际容量 之积 ， 再 加桶 重 ） ， 单位 ／ 千克 （ ） ；Ｈ 一 堆 码高 度 ， ３ ｍ ； ｈ 一
摘 要 ：利 用 Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ 有 限元 分析插 件 ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ对双 Ｌ环 ２ ０ ０ Ｌ物料 桶 的三 维模 型进 行堆码 分析 ，验 证所 设计 物料桶 结构 尺 寸是 否满 足物 料桶 堆码 要 求 ；用有 限元 分析 插件 的优 化 分析 功 能对 物料 桶尺 寸进 行优 化 ，通过 对 容器 外形 尺 寸的 优 化提 高容 器抗堆 码破损 性 能 ，延 长物 料桶 寿命 。
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Ｃｈ ｉ ｕ ａ Ｎｅ Ｗ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｅ ５ｅ Ｓ ａ ｎ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｄｕ ｃ ｔ ｓ
信 息 技 术
基于 Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ 软 件 的有 限元分析
刘海斌 ’柳 岩 陈淑春 ’
（ １ ． 辽 宁工程职业 学院 ，辽 宁 铁 岭 １ １ ２ ０ ０ ８ ；２ ． 沈 阳市第 ７ ２中学，辽宁 沈阳 １ １ ０ １ ７ ３ ）
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摘要：随着社会经济的发展,蜂窝纸板包装在我们生活中越来越受到人们重视,蜂窝纸包装逐渐渗透入人们的生活。
本文主要探讨正方形蜂窝纸板结构的有限元建模方法,并利用SolidWorks软件模拟分析这种结构的性能。
主要研究成果如下：（1）建立厚度为20mm蜂窝窝芯为正方形结构的蜂窝纸板，并用SolidWorks 自带的SolidWorks Simulation 插件对蜂窝纸板进行静态模拟分析及跌落模拟试验。
从应力曲线上可以看出正方形蜂窝纸板的结构面内力学性能。
（2）在材质相同的情况下，分别对高度为10mm和20mm的正方形蜂窝纸板进行同等条件下的静态分析，我们可以发现高度越高的蜂窝纸板受到的应力越大。
（3）从两次静态模拟仿真试验及两次动态模拟仿真试验中得到的应力曲线上我们可以分析出，正方形蜂窝纸板受力时的凹凸面比平整面更具缓冲性能。
关键词：正方形；蜂窝纸板；应力；Simulation；The finite element analysis of mechanical properties within the square honeycomb's structure surface based onSolidWorksStudent’ s name: Junjie Yu Advisor: Guobin Jin （School of Light Industry Zhejiang University of Science and Technology）IAbstract: With the development of social economy, honeycomb cardboard packaging has gained greater attention in our daily life. And the honeycomb paper packing has gradually permeated into people's life. This paper mainly discusses the finite element modeling method of square honeycomb paperboard structure, using SolidWorks to simulate and analyze the performance of the structure. And the main research results are as follows:Firstly, after the establish of a three-dimensional model of square honeycombwith a thickness of 20mm cellular core, proceed to the static simulation analysis using the plug-in of SolidWorks Simulation. From the point of stress curve, thein-plane mechanical properties of the square honeycomb can be seen.Secondly, under the same condition of material, conducting static analysis on the height of 10mm and 20mm respectively of square honeycomb cardboard, we canfind that the higher of the honeycomb cardboard, the greater the stress it gets. Thirdly, the conclusion we can draw from the stress curve , through the analysisof the two static simulation experiments and the two dynamic simulation ones, isthat the concave and convex surface of the honeycomb board has better cushioning performance than the flat surface.Keywords：square; honeycomb paperboard; stress; simulation;目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)目录 (III)1 绪论 (1)1.1选题的背景依据及蜂窝纸板的研究 (1)1.1.1 选题背景 (1)II1.1.2 蜂窝纸板的研究 (1)1.2研究的目的和意义 (2)1.3研究内容 (3)1.4国内外研究现状 (3)1.5本章小结 (4)2 正方形蜂窝纸板的建模 (5)2.1应用软件介绍 (5)2.2模型的建立 (5)2.3本章小结 (6)3 静态分析 (7)3.1有限元分析法 (7)3.2建立算例并定义材料 (7)3.3第一次静态模拟及结果分析与讨论 (9)3.3.1第一次静态模拟 (9)3.3.2结果分析与讨论 (16)3.4第二次静态模拟及结果分析与讨论 (15)3.4.1第二次静态模拟 (15)3.4.2结果分析与讨论 (17)3.5本章小结 (19)4 静态对比分析 (20)4.1静态对比分析的目的和实施方法 (20)4.2高度为10MM的正方形蜂窝纸板的静态分析 (20)4.3结果对比分析 (22)4.4本章小结 (23)5 动态分析 (24)5.1研究环境 (24)5.2第一次动态模拟 (24)5.3第二次动态模拟 (26)5.4动态模拟结果分析与讨论 (26)III5.5本章小结 (27)6 结论与展望 (28)6.1主要研究言论 (28)6.2论文创新点 (28)6.3论文不足及未来工作展望 (29)致谢 (30)参考文献 (31)封底IV1 绪论1.1 选题的背景依据及蜂窝纸板的研究1.1.1 选题背景经过对蜂房的深入研究，科学家发现，蜂窝结构是材料/空间最大的结构，由于蜂窝结构的优越性，蜂窝结构现在已广泛的用于我们的生活领域中，在包装中也是多了很多它的影子。
随着社会经济的发展，蜂窝纸板包装在我们生活中越来越受到人们重视，现在越来越多的包装，尤其是家用电器的包装，里面的缓冲材质渐渐的被蜂窝纸板所替代，蜂窝纸包装逐渐渗透入人们的生活，取代了长久以来用于包装内缓冲的泡沫塑料缓冲包装，然而泡沫塑料不利于回收。
因此采用蜂窝纸板不但可减少对环境的污染，降低对消费者健康的损害，起到了环保作用。
1.1.2 蜂窝纸板的研究蜂窝纸板是在蜂窝状结构的芯纸的夹层上、下表面通过胶粘复合面材而形成的板材（如图1-1）。
芯纸呈蜂窝状，生产和实际以正六边形居多。
蜂窝纸板的夹芯不仅提高了板材的刚度和稳定性，而且改善了板材整体的力学性能。
图1-1 蜂窝纸板结构示意图1蜂窝纸包装好处多多，质轻、强度大、刚度高，具有缓冲、保温、隔热、隔音的优异性能，并且其自身经过特殊处理而能够阻燃、防潮、防水、防霉、防静电等。
最为关键的是，蜂窝纸板制品与发泡塑料相比，节省资源、保护生态环境、用途广、前景好。
据介绍，蜂窝纸包装节材代木的应用还可制成包装箱。
而且，作为一种环保材料，它具有可自然降解，不污染环境和循环再生利用等特点。
正是由于蜂窝纸板的众多优点，尤其是在节约资源和环保价格上的优势，正日益得到世界各国政府的鼓励和支持，在推广和应用上已出现了令人鼓舞的局面。
现在对正六边形蜂窝的研究较多，本文将在前辈的研究基础上，通过SolidWorks软件对正方形蜂窝进行三维建模，同时利用其自带的SolidWorks Simulation功能对建模后的正方形蜂窝进行试验分析，从而得出正方形蜂窝结构面内的各项力学性能。
1.2 研究的目的和意义随着人类环保意识日益觉醒，地球可持续发展需求的日趋迫切，纸蜂窝制品也因其本身的环保特性而逐渐受到厂商亲睐。
自然界蜜蜂以其超然的智慧和辛勤的劳动构筑了无数形状优美的六边形蜂巢。
早在公元四世纪的古希腊，数学家佩波斯就提出：蜂窝的优美形状，是自然界最有效劳动的代表。
他猜想人们所见到的截面呈六边形的蜂窝，是蜜蜂采用最少量的蜂蜡建成的，他的这一猜想被称为“蜂窝猜想”。
而后的事实和理论均证明，蜜蜂所建造的蜂巢的确采用了最少的蜂蜡，占有最大的空间面积，而结构稳定性为最佳。
受自然蜂巢的启迪，人类通过长期研究和分析自然蜂窝结构的特点，创造性地发明了各种蜂窝复合结构材料及其制品，它们有的用于新材料和新产品的研发，有的用来改善现有产品的特性，有的用于解决结构设计中面临的难题等等。
本文主要针对正方形蜂窝结构面内力学性能的有限元分析实验研究。
因为如今大多数的研究都是针对正六边形蜂窝结构的，对其他形状的蜂窝结构2的性能研究的很少。
因此我们要研究其他形状的蜂窝结构的力学性能，作为对比，只有这样我们才能更好的了解蜂窝结构的性能，更好的用到包装上去。
1.3 研究内容本文主要研究的内容为：主要进行正方形蜂窝结构面内力学性能的有限元分析，先运用SolidWorks 软件对正方形蜂窝进行三维建模，并运用其自带的SolidWorks Simulation 功能对正方形蜂窝进行变形形态分析和峰应力分析，得出相关数据，并据此进行分析研究，从而得到正方形蜂窝结构面内的相关力学性能。
具体步骤为，利用SolidWorks 软件模拟平压过程中，蜂窝单元结构应力分布及失效形态分析1) 对正方形蜂窝纸板进行建模；2) 对正方形蜂窝纸板进行面内变形形态分析；3) 对正方形蜂窝纸板进行面内峰应力分析。
1.4 国内外研究现状国内外对于蜂窝纸板的结构性能均做了许多的研究：张改梅通过静态压缩和动态压缩试验，研究蜂窝纸板的静态缓冲特性和动态缓冲特性与它的蜂窝芯柱、蜂窝孔径的关系。
根据静态压缩试验所得的应力－应变曲线计算出蜂窝纸板的缓冲系数－应变曲线，根据动态压缩试验所得的最大加速度时间曲线计算出缓冲系数－静应力曲线，从而进行进一步的分析。
为包装中蜂窝纸板的尺寸设计提供一定的参考[6]。
蔡四维在《复合材料结构力学》中介绍了各向异性弹性体的基本理论和复合材料单向板、层合板弹性特性、本构关系、单向板的强度理论以及计算方法，简单讨论了湿热效应和残余应力；并介绍了复合材料层合杆和层合板梁的应力，层合板的弯曲、屈曲和振动以及层合板的开孔应力与机械连接，并对了复合材料疲劳损伤及寿命预测以及层合结构有限元数值分析中常用的板、壳单元计算方法等作了简要叙述[7]。