SW 仿真分析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
要在装零件中生成盖子，应生成实体特征以完全盖住开口。 盖子必须由实体特征(如拉伸、旋转)组成，曲面作为盖子无效。
B
22
13.2 流体分析(FloXpress)
13.2.3 选择流体 此步需选定穿过模型的流体，软件中可供选择的有水和空气，可以选择 二者之一作为计算的流体，但不可以同时使用不同的流体的混合液，“流体 ”属性管理器如图13-20所示。
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。
B
8
13.1 有限元分析(Simulation)
2．施加压力 对实体施加压力可以应用多个压力到单个或者多个面，Simulation所应 用的压力载荷垂直于每个面。具体操作方法如下。 01在“Simulation”属性管理器中，单击“添加压力”按钮。 02在图形区域中单击需要应用载荷的面，选择压力的单位，输入压力的 数值，如果需要，选择“反向”选项以反转力的方向，如图13-7所示。
1．开启SolidWorks FloXpress 要开启SolidWorks FloXpress方法为：依次单击“工具 ”|“FloXpress”，阅读欢迎文本，然后单击“下一步”按钮 ，进入“欢迎” 界面，如图13-15所示。
B
16
13.2 流体分析(FloXpress)
2． FloXpress分析步骤 使用FloXpress进行几何体分析步骤如下： （1）封闭开口 SolidWorks FloXpress只能在包括有至少一个入口和一个出口的完全封闭 体积中分析液流。在对流体进行分析之前，需要通过添加盖板、堵头等零件或 特征封堵所有模型的开口。 （2）检查几何体 系统在面板中提示信息核实是否已妥当创建了盖板。如果几何体存在问题 ，必须重新制作盖板，否则无法进入下一步的分析。 （3）选择流体 此步需选定穿过模型的流体，软件中可供选择的有水和空气。 （4）设定边界条件 只可为允许流体进入模型（入口）的面及允许流体退出模型（出口）的另 一个面指定边界条件，不可将每个边界条件（入口和出口）应用到多个面。 （5）求解模型 求解模型实际上就是软件对模型在设定参数条件下进行分析计算，计算计 算所需时间和分辨率质量取B决于整个分辨率设定及整体和当地网格的设定。 17
第13章 仿真分析
学习目标
SolidWorks Simulation 还提供以频率（模态）分析、扭 曲分析、热分析、掉落测试分析和疲劳分析等分析平台。通过本 章学习有限元分析和流体分析以及安装架受力分析实例，基本掌 握SolidWorks常用分析方法和操作步骤。
B
2
知识要点
有限元分析 流体分析
13.2 流体分析(FloXpress)
（6）查看结果 SolidWorks FloXpress使用轨迹显示结果为流动线。颜色代表轨迹上 速度的变更。根据输入内容，轨迹的颜色显示轨迹上的参数更改方式。 下边将以对管道实例进行分析，其管道、进水口、出水口、开关、堵头 如图13-16所示。
本例中进水管堵头是本身的，其它几处开口均要与管接头连接，为了简 化分析，在后续分析步骤中也用装配体中添加堵头并添加合适的配合关系， 从而对整个分析实体进行封堵。
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。
B
15
13.2 流体分析(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。根据算出的速度场，可以找到计算中存在问题的区 域，以及在制造任何零件之前对零件进行改进，从而优化设计。
B
6
13.1 有限元分析(Simulation)
13.1.2 添加夹具 在“夹具”选项卡中定义约束。每个约束可以包含多个面，受约束的面 在所有方向上都受到约束，必须至少约束模型的1个面，以防止由于刚性实 体运动而导致分析失败。在“Simulation”属性管理器中，单机“添加夹具 ”按钮 ，在图形区域中单击希望约束的面，如图13-4所示。
“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
B
5
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。
勾选“SolidWorks Simulation”复选框后，弹出“Simulation”面板，如图132所示。
“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。
B
18
13.2 流体分析(FloXpress)
13.2.1 封闭开口 打开图13-5的水管模型装配体，插入堵头零件，对其它进水口、出水口 等开口部位用堵头“封死”，完成后如图13-17所示。
B
ຫໍສະໝຸດ Baidu19
13.2 流体分析(FloXpress)
通常，为了便于观察管道内部流体情况，需要将实体模型设置为透明显 示。按住Ctrl键不放，单击选择3根管道，右击，在弹出的下来菜单中选择“ 透明”，完成后如图13-18所示。
划分网格 设定边界条件
B
3
13.1 有限元分析(Simulation)
Simulation根据有限元法，使用线性静态分析从而计算应力。 “Simulation”属性管理器向导可定义材质、约束、载荷、分析模型以及查 看结果。每完成一个步骤，Simulation自动实时保存。如果关闭并重新启动 Simulation，但不关闭该模型文件，仍可以获取该信息，必须保持模型文件 才能保持分析数据。
B
11
13.1 有限元分析(Simulation)
13.1.5 查看结果 运行结束后，在“结果”属性管理器上显示出计算的结果，并且可以查 看当前的材质、约束和荷载等内容，“结果”属性管理器如图13-11所示。
B
12
13.1 有限元分析(Simulation)
“结果”属性管理器可以显示模型所有位置的应力、位移、变形和并用 红色高亮显示出危险区域，用户可通过选择相应的结果参数对显示图形进行 切换。
B
10
13.1 有限元分析(Simulation)
13.1.4 运行分析 在“Simulation”属性管理器中，选择“Run”(分析)选项卡，在选择“更改网格密 度”。如果希望获取更精确的结果，可以向右（良好 ）拖动滑杆；如果希望进行快速估 测，可以向左（粗糙）拖动滑杆，如图13-9所示。
单击“运行”按钮 ，进行分析运算，分析进行时，将动态显示分析进度，如图1310所示。
B
26
13.2 流体分析(FloXpress)
13.2.5 求解模型 运行分析以计算流体参数，单击“” ，其属性管理器如图13-24所示。
B
27
13.2 流体分析(FloXpress)
13.2.6 查看结果 查看结果包括动画轨迹、 1．动画轨迹 SolidWorks FloXpress完成分析后，可以查看分析结果，在“观阅结果”属性 管理器中单击“轨迹”命令按钮 ，即可运行轨迹速度的动画图解，如图13-25所示。
B
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
7
13.1 有限元分析(Simulation)
13.1.3 施加载荷 在“载荷”选项卡中，可以应用力和压力载荷到模型的面。 1．施加力 施加力的方法如下： 01在“Simulation”属性管理器中，单击“添加力”按钮。 02在图形区域中单击需要应用载荷的面，选择力的单位，输入力的数值 ，如果需要，单击“反向”复选框，即反转力的方向，如图13-6所示。
SolidWorks Simulation节省了搜索最佳设计所需的时间和精力，可缩 短产品上市时间。
依次选择“工具”|“Simulation”命令，在弹出的“插件”对话框，勾选 “SolidWorks Simulation”复选框，如图13-1所示。
B
4
13.1 有限元分析(Simulation)
B
9
13.1 有限元分析(Simulation)
03在屏幕左侧的标签栏中出现外部载荷的列表，如图13-8所示。 04导轨实际工作中在竖直方向上仅承受竖直向下的力的作用，因此运行 分析前需将压力（50/m^2）进行删除。选中列表中的压力-1，右击，在弹 出的下拉菜单中选择“删除”命令，即可将添加的载荷进行删除，如图13-8 所示。
检查几何体可以计算出模型单一内部型腔中的流体流量。进行 SolidWorks FloXpress分析前，软件会自动检查几何体，几何体模型必须 在内部有完全封闭的单型腔。若型腔内的流体流量为零，则该型腔没有完全 封闭，而且会出现警告信息。因此，分析的注意事项如下：
必须使用盖子、堵头等特征或模型闭合所有型腔开口，可以在装配 体中生成盖子，应生成新零件以完全盖住入口和出口。
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
“图解设定”参数详解：
况。
“入口”和“出口”：以入口或出口透视图视角展示流体在零件内的移动情
若要在图形区域中对比显示多个参数图形，单击“比较结果”命令按钮 ，在弹出的“比较结果”对话框中勾选需对比分析的参数所对应的复选框， 然后确定即可完成图形区域显示对比分析结果，如图13-12所示。
B
13
13.1 有限元分析(Simulation)
若要报表形式，单击“报表”命令按钮 ，在弹出的“报告选项”对话框 中勾选相应报表的参数复选框，单击“出版”命令按钮 ，弹出“生成报表” 窗口，并显示出当前生成报表的进度，如图13-13所示。
“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。
B
20
13.2 流体分析(FloXpress)
13.2.2 检查几何体 封闭开口后，开启SolidWorks FloXpress。依次单击“工具 ”|“FloXpress”，阅读欢迎文本，然后单击“下一步”按钮 ，进入“检查几 何体”属性管理器，如图13-19所示。
B
21
13.2 流体分析(FloXpress)
B
22
13.2 流体分析(FloXpress)
13.2.3 选择流体 此步需选定穿过模型的流体，软件中可供选择的有水和空气，可以选择 二者之一作为计算的流体，但不可以同时使用不同的流体的混合液，“流体 ”属性管理器如图13-20所示。
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。
B
8
13.1 有限元分析(Simulation)
2．施加压力 对实体施加压力可以应用多个压力到单个或者多个面，Simulation所应 用的压力载荷垂直于每个面。具体操作方法如下。 01在“Simulation”属性管理器中，单击“添加压力”按钮。 02在图形区域中单击需要应用载荷的面，选择压力的单位，输入压力的 数值，如果需要，选择“反向”选项以反转力的方向，如图13-7所示。
1．开启SolidWorks FloXpress 要开启SolidWorks FloXpress方法为：依次单击“工具 ”|“FloXpress”，阅读欢迎文本，然后单击“下一步”按钮 ，进入“欢迎” 界面，如图13-15所示。
B
16
13.2 流体分析(FloXpress)
2． FloXpress分析步骤 使用FloXpress进行几何体分析步骤如下： （1）封闭开口 SolidWorks FloXpress只能在包括有至少一个入口和一个出口的完全封闭 体积中分析液流。在对流体进行分析之前，需要通过添加盖板、堵头等零件或 特征封堵所有模型的开口。 （2）检查几何体 系统在面板中提示信息核实是否已妥当创建了盖板。如果几何体存在问题 ，必须重新制作盖板，否则无法进入下一步的分析。 （3）选择流体 此步需选定穿过模型的流体，软件中可供选择的有水和空气。 （4）设定边界条件 只可为允许流体进入模型（入口）的面及允许流体退出模型（出口）的另 一个面指定边界条件，不可将每个边界条件（入口和出口）应用到多个面。 （5）求解模型 求解模型实际上就是软件对模型在设定参数条件下进行分析计算，计算计 算所需时间和分辨率质量取B决于整个分辨率设定及整体和当地网格的设定。 17
第13章 仿真分析
学习目标
SolidWorks Simulation 还提供以频率（模态）分析、扭 曲分析、热分析、掉落测试分析和疲劳分析等分析平台。通过本 章学习有限元分析和流体分析以及安装架受力分析实例，基本掌 握SolidWorks常用分析方法和操作步骤。
B
2
知识要点
有限元分析 流体分析
13.2 流体分析(FloXpress)
（6）查看结果 SolidWorks FloXpress使用轨迹显示结果为流动线。颜色代表轨迹上 速度的变更。根据输入内容，轨迹的颜色显示轨迹上的参数更改方式。 下边将以对管道实例进行分析，其管道、进水口、出水口、开关、堵头 如图13-16所示。
本例中进水管堵头是本身的，其它几处开口均要与管接头连接，为了简 化分析，在后续分析步骤中也用装配体中添加堵头并添加合适的配合关系， 从而对整个分析实体进行封堵。
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。
B
15
13.2 流体分析(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。根据算出的速度场，可以找到计算中存在问题的区 域，以及在制造任何零件之前对零件进行改进，从而优化设计。
B
6
13.1 有限元分析(Simulation)
13.1.2 添加夹具 在“夹具”选项卡中定义约束。每个约束可以包含多个面，受约束的面 在所有方向上都受到约束，必须至少约束模型的1个面，以防止由于刚性实 体运动而导致分析失败。在“Simulation”属性管理器中，单机“添加夹具 ”按钮 ，在图形区域中单击希望约束的面，如图13-4所示。
“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
B
5
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。
勾选“SolidWorks Simulation”复选框后，弹出“Simulation”面板，如图132所示。
“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。
B
18
13.2 流体分析(FloXpress)
13.2.1 封闭开口 打开图13-5的水管模型装配体，插入堵头零件，对其它进水口、出水口 等开口部位用堵头“封死”，完成后如图13-17所示。
B
ຫໍສະໝຸດ Baidu19
13.2 流体分析(FloXpress)
通常，为了便于观察管道内部流体情况，需要将实体模型设置为透明显 示。按住Ctrl键不放，单击选择3根管道，右击，在弹出的下来菜单中选择“ 透明”，完成后如图13-18所示。
划分网格 设定边界条件
B
3
13.1 有限元分析(Simulation)
Simulation根据有限元法，使用线性静态分析从而计算应力。 “Simulation”属性管理器向导可定义材质、约束、载荷、分析模型以及查 看结果。每完成一个步骤，Simulation自动实时保存。如果关闭并重新启动 Simulation，但不关闭该模型文件，仍可以获取该信息，必须保持模型文件 才能保持分析数据。
B
11
13.1 有限元分析(Simulation)
13.1.5 查看结果 运行结束后，在“结果”属性管理器上显示出计算的结果，并且可以查 看当前的材质、约束和荷载等内容，“结果”属性管理器如图13-11所示。
B
12
13.1 有限元分析(Simulation)
“结果”属性管理器可以显示模型所有位置的应力、位移、变形和并用 红色高亮显示出危险区域，用户可通过选择相应的结果参数对显示图形进行 切换。
B
10
13.1 有限元分析(Simulation)
13.1.4 运行分析 在“Simulation”属性管理器中，选择“Run”(分析)选项卡，在选择“更改网格密 度”。如果希望获取更精确的结果，可以向右（良好 ）拖动滑杆；如果希望进行快速估 测，可以向左（粗糙）拖动滑杆，如图13-9所示。
单击“运行”按钮 ，进行分析运算，分析进行时，将动态显示分析进度，如图1310所示。
B
26
13.2 流体分析(FloXpress)
13.2.5 求解模型 运行分析以计算流体参数，单击“” ，其属性管理器如图13-24所示。
B
27
13.2 流体分析(FloXpress)
13.2.6 查看结果 查看结果包括动画轨迹、 1．动画轨迹 SolidWorks FloXpress完成分析后，可以查看分析结果，在“观阅结果”属性 管理器中单击“轨迹”命令按钮 ，即可运行轨迹速度的动画图解，如图13-25所示。
B
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
7
13.1 有限元分析(Simulation)
13.1.3 施加载荷 在“载荷”选项卡中，可以应用力和压力载荷到模型的面。 1．施加力 施加力的方法如下： 01在“Simulation”属性管理器中，单击“添加力”按钮。 02在图形区域中单击需要应用载荷的面，选择力的单位，输入力的数值 ，如果需要，单击“反向”复选框，即反转力的方向，如图13-6所示。
SolidWorks Simulation节省了搜索最佳设计所需的时间和精力，可缩 短产品上市时间。
依次选择“工具”|“Simulation”命令，在弹出的“插件”对话框，勾选 “SolidWorks Simulation”复选框，如图13-1所示。
B
4
13.1 有限元分析(Simulation)
B
9
13.1 有限元分析(Simulation)
03在屏幕左侧的标签栏中出现外部载荷的列表，如图13-8所示。 04导轨实际工作中在竖直方向上仅承受竖直向下的力的作用，因此运行 分析前需将压力（50/m^2）进行删除。选中列表中的压力-1，右击，在弹 出的下拉菜单中选择“删除”命令，即可将添加的载荷进行删除，如图13-8 所示。
检查几何体可以计算出模型单一内部型腔中的流体流量。进行 SolidWorks FloXpress分析前，软件会自动检查几何体，几何体模型必须 在内部有完全封闭的单型腔。若型腔内的流体流量为零，则该型腔没有完全 封闭，而且会出现警告信息。因此，分析的注意事项如下：
必须使用盖子、堵头等特征或模型闭合所有型腔开口，可以在装配 体中生成盖子，应生成新零件以完全盖住入口和出口。
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
“图解设定”参数详解：
况。
“入口”和“出口”：以入口或出口透视图视角展示流体在零件内的移动情
若要在图形区域中对比显示多个参数图形，单击“比较结果”命令按钮 ，在弹出的“比较结果”对话框中勾选需对比分析的参数所对应的复选框， 然后确定即可完成图形区域显示对比分析结果，如图13-12所示。
B
13
13.1 有限元分析(Simulation)
若要报表形式，单击“报表”命令按钮 ，在弹出的“报告选项”对话框 中勾选相应报表的参数复选框，单击“出版”命令按钮 ，弹出“生成报表” 窗口，并显示出当前生成报表的进度，如图13-13所示。
“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。
B
20
13.2 流体分析(FloXpress)
13.2.2 检查几何体 封闭开口后，开启SolidWorks FloXpress。依次单击“工具 ”|“FloXpress”，阅读欢迎文本，然后单击“下一步”按钮 ，进入“检查几 何体”属性管理器，如图13-19所示。
B
21
13.2 流体分析(FloXpress)