SolidWorks Simulation图解应用教程(三)

SolidWorks Simulation图解应用教程（三）

发表时间： 2009-11-10 来源: e-works

关键字: SolidWorks SolidWorks仿真 Simulation

在上一期中，我们用一个实例来详细介绍了应用SolidWorks Simulation进行零件线性静态分析的全过程，本期将为您介绍轴承的静态分析过程。

一、轴承的线性静态分析

1.启动SolidWorks软件及SolidWorks Simulation插件

通过开始菜单或桌面快捷方式打开SolidWorks软件并新建一个零件，然后启动SolidWorks Simulation插件，如图1 所示。

2.分别新建如图2～图5所示零件

3.装配轴承并按如图6所示建立简化(即半剖)配置

图1 启动软件及Simulation插件

图2 内圈及将内表面水平分割为两部分

图3 外圈

4.线性静态分析

(1)准备工作。因为本例我们将给轴承添加一轴承载荷，根据轴承载荷的特点，需作如下准备工作。

1)将轴承内圈内表面分割为上、下两部分，如图2所示;

2)将滚动体表面也分为上、下两部分(因为后续的约束会用到);

3)建立如图7所示坐标系(后续载荷指定会用到);

4)建立如图8所示的基准面(约束滚动体会用到)，最后激活半剖配置。

(2)单击“S i m u l a t i o n”标签，切换到该插件的命令管理器页，如图9所示。单击“算例”按

钮下方的小三角，在下级菜单中单击“新算例”按钮，如图10所示，在左侧特征管理树中出现如图11

所示的对话框。

图4 滚动体及将表面水平分割为两部分

图5 保持架

图6 装配轴承并建立半剖配置

(3)在“名称”栏中，可输入您所想设定的分析算例的名称。我们选择的是“静态”按钮(该按钮默认

即为选中状态)。在上述两项设置完成后单击“确定”按钮。我们可以发现，插件的命令管理器发生了变化，如图12所示。

( 4 ) 指定各个零件不同的材质。单击“ 零件”前的“+”号，展开所有零件，如图13所示，然后“右

键”单击“保持架-1”，如图14所示，在快捷菜单中选择“应用/编辑材料”命令。在“材料”对话框中选择“A I S I 1020”，该材料的机械属性出现在对话框右侧的“属性”标签中。如图15所示，然后单击“确定”按钮完成材料的指定。

如果你所用材料的性能参数与软件自带的有出入，可按上期方法进行设定，本期不再重复。同样按上述方法，赋予滚动体、内外圈的材料为：镀铬不锈钢(均在钢的下级目录中)。

图7 建立坐标系

图8 建立基准面

图9 插件面板

图10 新建算例

图11 选择分析类型

图12 打开算例后的命令面板

注：实际分析时请按实际的轴承用钢进行，分析方法不变。

(5)添加约束。

1)单击“夹具”按钮下方的小三角，并单击下级菜单中的“固定几何体”按钮，此时在左侧的特征树中出现对话框。在图形区域单击外圈的外圆柱(见图16)，“面<1>@外圈-1”出现在“夹具的面、边线、顶点”框内，并单击“确定”按钮，如图17所示。

图13 展开所有零件

图14 给单个零件应用材料

图15 应用材

图16 选择外圆柱面

图17 选择后的对话框

2)单击“夹具”按钮下方的小三角，并单击下级菜单中的“固定几何体”按钮，此时在左侧的特

征树中出现对话框。单击“高级”，展开“高级”面板，如图18所示。单击“在圆柱面上”按钮，

在图形区域单击内圈的内圆柱面(见图19)，然后再在“平移”面板中分别单击“圆周”按钮(限制圆周方向的运动)和“轴向”按钮(限制轴向的运动)，并设定后面的数据为0，如图20所示。单击“确定”按钮。

3)类似于上一步骤，添加新的夹具。在高级面板上单击“使用参考几何体”按钮，在图形区域单击滚动体的两个半球面及基准面6，如图21所示，然后再在“平移”面板中分别单击“沿基准面方向1”按

钮和“沿基准面方向2”按钮(用于限制沿平面方向的运动)，并设定后面的数据为0，如图22所示，单击“确定”按钮。同理添加其他滚动体与相应基准面之间的约束，如图23所示。

4)类似于步骤1，添加如图24所示四个点的“固定几何体”约束。

图18 高级面板

图19 选择内圈圆柱面

图20 约束设置

图21 选择滚动体及基准面图22 约束设置

5)类似于步骤2，添加如图25所示的六个面的“对称”约束，因为该装配体具有对称关系，所以我们可以只分析一半，因此这里添加一个对称的约束。

(6)单击“外部载荷”按钮下方的小三角，并单击下级菜单中的“轴承载荷”按钮。在图形

区域中单击如图26所示的内圈内圆柱面，“面<1>@内圈-1”出现在“轴承载荷的圆柱面” 框内，然后

激活“选择坐标系框，在特征树中选择“坐标系2”，“坐标系2”出现在“选择坐标系”框内，然后再按图27设置轴承载荷后单击“确定”按钮 (在这里我们在Y 方向上向下施加12,000N的力)。

(7)如图28所示，右击“连结”下的“全局接触：接合”→“编辑定义…”，在弹出的对话框中将接触面设置为“自由(无交互作用)”后单击“确定” 按钮，如图29 所示。

图23 添加其他约束

图24 选择滚动体及基准面

图25 添加对称约束

图26 选择圆柱面

图27 设置轴承载荷

(8)在命令管理器中单击“连接”按钮下方的小三角，并单击下级菜单中的“相触面组”按钮

。在出现的对话框中激活“组1的面、边线、顶点”，在图形区域中单击如图30所示的内圈外圆

柱面，然后激活“组2的面”，在图形区域中单击如图30所示的滚动体半球面。设置完成后单击“确定” 按钮，如图31所示。同理设置外圈内滚道与滚动体另半球的“相触面组”约束，局部的相触面组约束将替代全局接触。

(9)右击如图32所示的“网格”，在快捷菜单中单击“ 生成网格…”命令，在左侧特征树中按图33所示设置完成后单击确定按钮，系统将模型网格化，结果如图34 所示。在图33网络参数设置中，参数一般可用系统自动计算的结果，有特别要求的可自行修改上述参数。

图28 编辑定义

图29 设置接触面