Simulation基础教程(01)
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– 复制算例 – 新建
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课后练习
项目描述
– 分析该零件最大应力和位移。 – 材料：1060 Alloy，载荷：200N的法向力，约束：底面固定，力学模 型如下
SW-Simulation基础教程 ——1章 带孔矩形板的静态分析
长沙凯士达信息技术开发有限公司 CAE技术工程师：谢莉
Image courtesy of National Optical Astronomy Observatory, operated by the Association of Universities for Research in Astronomy, under cooperative agreement with the National Science Foundation.
学习内容
SW-Simulation工作界面简介 静态分析的流程 了解网格大小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Simulation结果文件
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2
工作界面简介
菜单栏
图形区
AnalysisManag er 树。
“应力-应变”曲线：借施加一递增的轴向载荷到一测试物上，就可测量出载荷 和该物的变化量，同时得到这个曲线。 应力除以应变；
– 屈服极限：材料开始发生塑性变形的应力值。 – 张力强度：材料中拉断前所承受的最大应力值。 – 泊松比：物体受到侧向应变和轴向应变之间的比值。
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案例分析（矩形板）
项目描述
– 矩形板短边一侧固定支撑 – 另一侧施加25000lb的均匀载荷
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6
案例分析（矩形板）
准备工作
– 打开零件“rectangular hollow plate” – 启动Simulation
– 添加“Hale Waihona Puke Baidu定”
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13
案例分析（矩形板）
夹具类型
约束类型
固定 固定铰链 不可移动 对称 滚柱/滑动 使用参考几何体 在平面上 在圆柱面上 在球面上 周期性对称
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案例分析（矩形板）
运行分析
– 节点数、单元个数、自由度
结果分析
– 图解 – 波节应力和单元应力
波节应力：每个节点将从各相邻单元得到的数值平均后得到的应力值。 单元应力：每个单元的高斯点所对应的应力数值平均后得到的应力值。 一阶四面体单元有1个高斯点，二阶四面体单元有4个高斯点 一阶壳单元有1个高斯点，二阶壳单元有3个高斯点
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工作界面简介
Simulation AnalysisManager 树可进行以下操作：
定义和管理设计情形。 右键单击文件夹或项目图标来访问相关的选项。 分配材料以及应用载荷和约束。 定义全局和局部接触条件。 设定网格选项、定义网格控制和网格化模型。 运行分析和输出有限元素模型。 生成结果项目并控制其设定。 单击-暂停-单击某项目以重命名。 在 Simulation AnalysisManager 树中右键单击项目的图标并选择编辑 定义可以检查或修改该项目的定义。 – 保存图像、动画。 – 拖放（或复制和粘贴）功能可以帮助您快速定义多个算例。 – – – – – – – – –
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案例分析（矩形板）
结果分析
– 创建截面裁剪
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案例分析（矩形板）
结果分析
– 创建ISO图解
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工作界面简介
图形区
– 某些载荷和边界条件的标注以及网格控制。 – 表示应力、应变、变形、共振频率等内容的图解。 – 表示载荷、约束、接头、网格控制的符号。
工具栏
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案例分析（矩形板）
结果分析
– 探测应力结果
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案例分析（矩形板）
定义第一主应力图解 动画
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案例分析（矩形板）
多个算例（新建精细算例）
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案例分析（矩形板）
新建算例
– 算例即一个分析项目
指定材料属性（AISI304）
– 使用 SolidWorks 中定义的材料 – 自定义材料 – 从材料库中指派材料
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案例分析（矩形板）
材料特性
– 重量密度 – 杨氏模量：
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工具—插件—SolidWorks Simulation 办公室产品—SolidWorks Simulation
– Simulation选项
修改默认单位、结果、图解等。
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案例分析（矩形板）
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线性弹力正交各异向性
– 正交材料：相互垂直的特定方向上具有强度，在该方向上的属性，即为弹性 系数的极限值
非线性弹性
– 在以比例加载的应力过程中，零部件的应力张量彼此依定比呈单调性变动
塑性
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12
案例分析（矩形板）
定义夹具
定义
所有平移和转动自由度被限制 限制圆柱面使其只能绕其轴线转动 仅限制平移自由度 允许面内位移和绕平面法线的转动 在指定平面内移动，但不能在垂直于平面方向移动 只约束所选点、线、面方向的 通过对平面的3个主方向进行约束，可设定沿所选方向的边 界约束条件 在柱坐标系下定义的三个主方向进行约束 在球面的三个主方向 物体绕一特点轴周期性旋转时，对其中一部分加载该约束类 型可形成旋转对称体
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案例分析（矩形板）
材料
– 模型类型
线性弹力同向性
– – – – – 同向性：材料的属性不会因为方向而改变。 线性假设 最高应力位于自原点其呈直线的应力-应变曲线范围内 小变形 弹性假设：不会造成任何永久性变形的载荷量
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案例分析（矩形板）
定义载荷
– 施加25000lb的均匀载荷
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案例分析（矩形板）
划分网格
– 采用高品质默认网格大小
知识点：
– 高品质—二阶；草稿品质—一阶 – 网格大小：实体单元以单元的外接圆球直径来定义； – 壳网格以单元的外接圆定义 – 公差：默认为网格单元的5% – 通常情况下，网格单元越小，离散误差越低，精度越高，但相应的网 格划分和求解时间越长。
10
案例分析（矩形板）
材料
– 材料特性
热扩张系数：温度变化1度所引起的应变为已知的热扩张系数 热导率：材料直接传导热量的能力。单位截面、长度的材料在单位温差下 颌单位时间内直接传导到热量。 比热：使单位质量的某种物质升高单位温度所需的热量 温度梯度：沿法线方向的温度变化率。它的方向是沿等温面法线由低温指 向高温方向的.K/m^2 热流量：指单位时间、单位面积发射或接收到热能。Q, W/m^2
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课后练习
项目描述
– 分析该零件最大应力和位移。 – 材料：1060 Alloy，载荷：200N的法向力，约束：底面固定，力学模 型如下
SW-Simulation基础教程 ——1章 带孔矩形板的静态分析
长沙凯士达信息技术开发有限公司 CAE技术工程师：谢莉
Image courtesy of National Optical Astronomy Observatory, operated by the Association of Universities for Research in Astronomy, under cooperative agreement with the National Science Foundation.
学习内容
SW-Simulation工作界面简介 静态分析的流程 了解网格大小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Simulation结果文件
© 2006 SolidWorks Corp. Confidential.
2
工作界面简介
菜单栏
图形区
AnalysisManag er 树。
“应力-应变”曲线：借施加一递增的轴向载荷到一测试物上，就可测量出载荷 和该物的变化量，同时得到这个曲线。 应力除以应变；
– 屈服极限：材料开始发生塑性变形的应力值。 – 张力强度：材料中拉断前所承受的最大应力值。 – 泊松比：物体受到侧向应变和轴向应变之间的比值。
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案例分析（矩形板）
项目描述
– 矩形板短边一侧固定支撑 – 另一侧施加25000lb的均匀载荷
© 2006 SolidWorks Corp. Confidential.
6
案例分析（矩形板）
准备工作
– 打开零件“rectangular hollow plate” – 启动Simulation
– 添加“Hale Waihona Puke Baidu定”
© 2006 SolidWorks Corp. Confidential.
13
案例分析（矩形板）
夹具类型
约束类型
固定 固定铰链 不可移动 对称 滚柱/滑动 使用参考几何体 在平面上 在圆柱面上 在球面上 周期性对称
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案例分析（矩形板）
运行分析
– 节点数、单元个数、自由度
结果分析
– 图解 – 波节应力和单元应力
波节应力：每个节点将从各相邻单元得到的数值平均后得到的应力值。 单元应力：每个单元的高斯点所对应的应力数值平均后得到的应力值。 一阶四面体单元有1个高斯点，二阶四面体单元有4个高斯点 一阶壳单元有1个高斯点，二阶壳单元有3个高斯点
© 2006 SolidWorks Corp. Confidential.
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工作界面简介
Simulation AnalysisManager 树可进行以下操作：
定义和管理设计情形。 右键单击文件夹或项目图标来访问相关的选项。 分配材料以及应用载荷和约束。 定义全局和局部接触条件。 设定网格选项、定义网格控制和网格化模型。 运行分析和输出有限元素模型。 生成结果项目并控制其设定。 单击-暂停-单击某项目以重命名。 在 Simulation AnalysisManager 树中右键单击项目的图标并选择编辑 定义可以检查或修改该项目的定义。 – 保存图像、动画。 – 拖放（或复制和粘贴）功能可以帮助您快速定义多个算例。 – – – – – – – – –
© 2006 SolidWorks Corp. Confidential.
17
案例分析（矩形板）
结果分析
– 创建截面裁剪
© 2006 SolidWorks Corp. Confidential.
18
案例分析（矩形板）
结果分析
– 创建ISO图解
© 2006 SolidWorks Corp. Confidential.
© 2006 SolidWorks Corp. Confidential.
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工作界面简介
图形区
– 某些载荷和边界条件的标注以及网格控制。 – 表示应力、应变、变形、共振频率等内容的图解。 – 表示载荷、约束、接头、网格控制的符号。
工具栏
© 2006 SolidWorks Corp. Confidential.
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案例分析（矩形板）
结果分析
– 探测应力结果
© 2006 SolidWorks Corp. Confidential.
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案例分析（矩形板）
定义第一主应力图解 动画
© 2006 SolidWorks Corp. Confidential.
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案例分析（矩形板）
多个算例（新建精细算例）
8
案例分析（矩形板）
新建算例
– 算例即一个分析项目
指定材料属性（AISI304）
– 使用 SolidWorks 中定义的材料 – 自定义材料 – 从材料库中指派材料
© 2006 SolidWorks Corp. Confidential.
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案例分析（矩形板）
材料特性
– 重量密度 – 杨氏模量：
© 2006 SolidWorks Corp. Confidential.
24
工具—插件—SolidWorks Simulation 办公室产品—SolidWorks Simulation
– Simulation选项
修改默认单位、结果、图解等。
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案例分析（矩形板）
© 2006 SolidWorks Corp. Confidential.
线性弹力正交各异向性
– 正交材料：相互垂直的特定方向上具有强度，在该方向上的属性，即为弹性 系数的极限值
非线性弹性
– 在以比例加载的应力过程中，零部件的应力张量彼此依定比呈单调性变动
塑性
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12
案例分析（矩形板）
定义夹具
定义
所有平移和转动自由度被限制 限制圆柱面使其只能绕其轴线转动 仅限制平移自由度 允许面内位移和绕平面法线的转动 在指定平面内移动，但不能在垂直于平面方向移动 只约束所选点、线、面方向的 通过对平面的3个主方向进行约束，可设定沿所选方向的边 界约束条件 在柱坐标系下定义的三个主方向进行约束 在球面的三个主方向 物体绕一特点轴周期性旋转时，对其中一部分加载该约束类 型可形成旋转对称体
© 2006 SolidWorks Corp. Confidential.
11
案例分析（矩形板）
材料
– 模型类型
线性弹力同向性
– – – – – 同向性：材料的属性不会因为方向而改变。 线性假设 最高应力位于自原点其呈直线的应力-应变曲线范围内 小变形 弹性假设：不会造成任何永久性变形的载荷量
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案例分析（矩形板）
定义载荷
– 施加25000lb的均匀载荷
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案例分析（矩形板）
划分网格
– 采用高品质默认网格大小
知识点：
– 高品质—二阶；草稿品质—一阶 – 网格大小：实体单元以单元的外接圆球直径来定义； – 壳网格以单元的外接圆定义 – 公差：默认为网格单元的5% – 通常情况下，网格单元越小，离散误差越低，精度越高，但相应的网 格划分和求解时间越长。
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案例分析（矩形板）
材料
– 材料特性
热扩张系数：温度变化1度所引起的应变为已知的热扩张系数 热导率：材料直接传导热量的能力。单位截面、长度的材料在单位温差下 颌单位时间内直接传导到热量。 比热：使单位质量的某种物质升高单位温度所需的热量 温度梯度：沿法线方向的温度变化率。它的方向是沿等温面法线由低温指 向高温方向的.K/m^2 热流量：指单位时间、单位面积发射或接收到热能。Q, W/m^2