基于solidworks带孔平板的有限元分析
带孔板的建模及有限元分析
基于SolidWorks带孔板的建模及有限元分析李军摘要:利用SolidWorks对带孔矩形板进行虚拟建模,通过赋予板材材质、载荷后进行网格划分,进而进行有限元分析,得出其应力、应变和位移的分布图,并对结果进行分析研究对板材安全性的影响。
关键词:SolidWorks;带孔板;建模;有限元分析0 SolidWorks简介Solidworks是一款优秀的三维设计软件,具有十分强大的零件设计功能及装配模块,同时也拥有丰富的后置处理模块。
由于其功能强大,新手上手快,应用领域广,所以成为了主流的三维造型软件。
经过17年的发展,在全球已经拥有30多万的客户,最新版本为SolidWorks 2011版。
在中国SolidWorks在计算机辅助设计、计算机辅助工程、计算机辅助制造、计算机辅助工艺、数据管理等方面为企业提供了强大的动力,使企业在管理、设计和制造方面有了很大的提升。
1 带孔板的模型建立矩形板材的尺寸为300*180*10mm,孔位于中心,直径为50mm,模型如图1。
图1 带孔矩形板模型2前置处理在Command Manager中点击SIMULATION选项,建立新算例,名称默认,确认。
赋予板材材料属性材料为AISI304,材料属性如表1表1 材料的属性模型参考属性零部件名称:AISI 304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:+008 N/m^2张力强度:+008 N/m^2弹性模量:+011 N/m^2泊松比:质量密度:8000 kg/m^3抗剪模量:+010 N/m^2热扩张系数:/Kelvin SolidBody 1(凸台-拉伸1)(aisi304带孔矩形钢板静力分析)曲线数据:N/A网格生成在SIMULATION选项中选择“运行”中的“生成网格”,使用默认网格划分。
网格信息如表2,网格信息细节如表3,网格划分后的模型如图2。
表2 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mm最小单元大小mm网格品质高表3 网格信息细节节点总数23523单元总数13612最大高宽比例单元(%),其高宽比例< 3单元(%),其高宽比例> 10 0扭曲单元(雅可比)的% 0完成网格的时间(时;分;秒): 00:00:03计算机名: PC-2016图2 网格划分后的模型使用惯性卸除,消除刚体运动。
基于solidworks带孔平板的有限元分析
基于solidworks 带孔平板的有限元分析1、题目要求计算分析如下模型:已知:cm50cm 5cm 100/7.23.0/2100001/100322距都为,内孔距左边距和下边,内孔模型长宽都为======R cm g cm N E cmt cm N p ρμ2、解题过程 解题思路对基础的平板进行分析 通过网格控制进行分析 对1/4平板进行分析对平板的应力奇异性进行思考讨论1)首先在solidworks 中对材质进行编辑2)、在solidwroks中的simlulation中新建算例‘plate-初次’3)、在夹具中选择固定几何体如下图所示:4)、在外部载荷中选取压力5)、生成网络6)运算求解结果如下对于上述模型局部进行优化新建算例‘plate-分割线’重复上述操作进行网格控制:对分割线的表面进行网格控制已达到较好的分析其中单元大小0.9mm比率取1.1控制结果为:再次进行运算求解:新建算例‘plate-分割线-四分之一’模型如下:重复上述操作:计算求解:应力奇异性的分析:这里选取进行网格控制的应力奇异性进行讨论:应力306.3746 308.2766 308.4553 308.7128 308.4333 309.483603 (N/cm^2)相对误差平0.2344%均值可以发现应力基本保持不变,不会随着网格控制的细化发生巨大变化,因此带孔平板不具有应力奇异性。
3、新的体会和学到的知识通过带孔平板的有限元分析,对于有限元分析的前期工作有了很深刻的了解,同时对于前期对称处理模型以便简化。
最主要的是了解到应力奇异性与应力集中式两个概念。
应力奇异性会随着网格的细化,应力发生急剧变化。
而应力集中则不然。
应力奇异一定应力集中,但是应力集中不一定应力奇异。
solidworks有限元分析 (2)
Solidworks有限元分析介绍Solidworks有限元分析(Finite Element Analysis,简称FEA)是一种用于模拟和分析物体结构行为的方法。
它可以帮助工程师们更好地了解产品的性能、强度和耐久性,从而优化设计并减少开发成本。
本文将介绍Solidworks有限元分析的基本概念、步骤和应用场景,并提供一些实际案例来说明其实际应用。
有限元分析的基本概念有限元分析是一种将复杂结构离散化为多个小元素(也称为有限元)的方法,然后对每个小元素进行计算并将其整合到整个结构中的解析技术。
它基于物体受力平衡原理和材料力学行为,利用数值方法求解一系列线性或非线性方程,从而得出结构的应力、变形和振动等特性。
在Solidworks中,用户可以通过插件或内置功能进行有限元分析。
用户需要先导入或创建结构的CAD模型,然后将其转换为有限元模型。
然后,用户可以定义加载条件、约束条件和材料属性等,进行分析并获取结果。
有限元分析的步骤有限元分析通常需要以下步骤:1.导入或创建CAD模型:用户可以通过Solidworks的CAD工具导入现有模型,或使用其设计功能创建新的模型。
2.网格划分:将结构离散化为多个小元素,通常是三角形或四边形的网格。
Solidworks可以自动进行网格划分,也可以手动调整网格密度。
3.定义边界条件:用户需要定义加载条件和约束条件。
加载条件可以是力、压力、温度等,约束条件可以是固定支撑、固定位移等。
4.定义材料属性:用户需要指定每个小元素的材料属性,如杨氏模量、泊松比等。
Solidworks提供了常见材料的数据库,用户可以选择合适的材料。
5.运行分析:用户可以定义分析类型和求解器选项,然后运行有限元分析。
Solidworks会根据用户的设置计算结构的应力、变形和振动等特性。
6.结果分析:分析完成后,用户可以通过Solidworks提供的结果查看工具,如色标图、图表和动画等来分析结果。
用户可以根据结果进行优化设计或验证设计的准确性。
基于SolidWorksSimulation的有限元分析方法
基于SolidWorksSimulation的有限元分析方法SolidWorks Simulation是一种基于有限元分析(FEA)方法的软件,用于进行结构、流体和热传递分析。
该软件提供了一种直观且易于使用的方法,使工程师能够对产品在各种工作条件下的性能进行有效评估。
通过使用SolidWorks Simulation,工程师可以预测产品在真实环境中的行为,并进行系统优化,从而减少实际试验所需的时间和成本。
有限元分析是一种数值模拟技术,用于求解连续介质中的力学问题。
它将复杂的结构分解为多个单元,每个单元都有简化的几何和物理特性。
然后,通过求解每个单元内部的方程,可以得到整个结构的响应。
SolidWorks Simulation使用这种方法来解决各种工程问题,包括结构强度、热传导、振动和流体流动等。
对于结构分析,SolidWorks Simulation可以帮助工程师评估产品的强度、刚度和变形。
它可以模拟应力和应变分布,并显示在模型的各个部分。
通过调整材料属性和几何参数,可以优化产品的设计,以提高其性能并满足设计要求。
此外,SolidWorks Simulation还提供了疲劳分析工具,可以用于评估结构在长期使用后的寿命。
在流体力学方面,SolidWorks Simulation可以模拟空气和液体的流动以及传热过程。
工程师可以分析流体力学特性,如速度、压力、流量和涡旋等,并通过改变几何形状和边界条件来优化产品的设计。
此外,SolidWorks Simulation还可以模拟辐射传热、对流传热和传导传热等热传递过程。
使用SolidWorks Simulation可以帮助工程师提前发现设计中的问题,并减少试验和原型制作所需的成本和时间。
它还可以帮助工程师进行系统优化,以满足性能要求并提高产品的质量和可靠性。
SolidWorks Simulation提供了直观的用户界面和强大的后处理工具,使工程师能够更好地理解和解释分析结果。
SolidWorks有限元分析解析 ppt课件
2021/3/26
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13.4.1 规则说明
数控加工模块包括的加工规则有钻孔规则、碾磨规则、 车削规则、钣金规则和标准孔大小,分别介绍如下:
(1)钻孔规则: (2)碾磨规则: (3)车削规则: (4)钣金规则: (5)标准孔大小:
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。
solidworks有限元分析解析1321检查几何体solidworks有限元分析解析1322选择流体solidworks有限元分析解析1323设定边界条件solidworks有限元分析解析1324求解模型solidworks有限元分析解析1325查看结果solidworks有限元分析解析133tolanalyst?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元分析解析 ppt课件
13.3.3 装配体约束
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13.3.4 分析结果
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13.4 数控加工
DFMXpress 是一种用于核准 SolidWorks 零件可制造 性的分析工具。使用 DFMXpress 识别可能导致加工 问题或增加生产成本的设计区域,其主要内容有:
Solidworks有限元分析教程
Solidworks有限元分析教程1. 准备模型:首先在Solidworks中创建需要进行有限元分析的三维模型。
模型可以是机械零件、结构构件、流体装置等。
确保模型的几何形状和尺寸都准确无误。
2.设置边界条件:定义边界条件是有限元分析的关键。
通过固定边界、施加力或位移、设置流体边界等方式,将模型恰当地约束和加载。
这些边界条件将影响模型的实际应力和变形情况。
3. 网格划分:有限元分析将模型离散为许多小单元,称为单元网格。
网格划分的质量对分析结果的准确性和计算效率至关重要。
Solidworks提供了多种单元类型和划分方法选择,如四边形单元、三角形单元、六面体单元等。
4.材料属性:为了准确描述材料的性能,需要为模型定义适当的材料属性。
包括杨氏模量、泊松比、线膨胀系数等。
这些参数将直接影响分析结果,如应力和变形。
5. 完成有限元分析:设置完边界条件、网格划分和材料属性后,可以进行有限元分析。
Solidworks提供了多种求解器和分析工具,可以计算模型在加载下的应力、变形和位移等信息。
6.结果评估和优化:有限元分析生成的结果包括应力云图、位移云图、变形云图等。
通过分析这些结果,可以评估模型的性能和瓶颈,进行优化和改进。
根据分析结果,可以对模型的材料、几何形状、设计参数等进行调整和优化。
总之,Solidworks有限元分析是一种非常有用的工程工具,可以帮助工程师评估和优化设计方案。
通过准确设置边界条件、网格划分和材料属性,进行有限元分析并评估结果,工程师可以更好地理解模型的性能,并进行针对性的改进。
这些步骤和方法将确保分析结果的可靠性和准确性,提高设计工作的效率和效果。
带孔平板的有限元分析
、带孔平板的有限元分析1问题描述图所示为一个有中心圆孔的薄板,薄板厚度 3p=100N/cm, p =2.7g/cm 此问题为平面应力问题,用有限元求解出带孔平 板的应力集中问题,并与弹性力学的精确解进行 比较。
2:求解步骤第一步:建立工作文件名和工作标题(1) 选择 Utility Me nu — File — Cha nge Job name 命令,出现 Cha nge Job name 对话框。
在 En ter newjob name 输入栏中输入工作文件名plate ,单击Ok 按钮关闭该对话框。
(2) 选择 Utility Menu — File — Change Tile 命令,出现 Change Tile 对话框,在输入栏中输入Stress analysis in a sheet ,单击 Ok 按钮关闭该对话框。
第二步:设置计算类型选择 Ma in Menu — Prefere nee — Structural-Ok 命令.第三步:选择单元类型选择 Main Menu — Preprocessor — Element Type — Add/Edit/Delete 命令,出现 Element Type 对话框,选择 Solid-Quad 4node 42— Ok 命令,再在 Element Type 对话框中选择 Options — K3:Plane Strs w/thk/ — Ok — Close 命令. 第四步:定义材料参数选择 Main Menu — Preprocessor — Material Props — Material Models —双击 Structural —双击 Lin ear —双击 Elastic —双击Isotropic 命令,出现如下对话框填写Ex : 2.1e5, PRXY : 0.3;选择Ok 命令。
第五步:定义实常数以确定平面问题的厚度选择 Main Menu — Preprocessor — Real condtants —Add/Edit/Delete — Add — Typel — Ok 命令,出现以下对话 框,在 Real condtant Set No 中填写1,在THK 中填写1,选择 Ok — Close 命令.第六步:创建几何模型 1:生成平面方板选择 Main Menu — Preprocessor — Modeling — Creating —Areas —Rectangle — By 2 Corners —Wp X:0, Wp Y:0,Width:100,Height:100 — Ok1:生成圆孔平面选择 Main Menu — Preprocessor — Modeling — Creating — Areas — Circle — Solid Circle — Wp X:50, Wp Y:50,Radis:5 — Ok2:生成带孔方板t=0.01m ,薄板弹性模量 E=210000N/cm 2,泊松比卩=0.3 , q=IOO选择Main Menu —Preprocessor—Modeling —Operate—Booleana—Subtract—Areas,鼠标点击方板1 —Ok, 在Multi-Entities 窗口点击Ok,在Subtract Areas 窗口点击Ok..鼠标点击圆孔2 —Ok,在Multi-Entities 窗口点击Ok,在Subtract Areas窗口点击Ok.出现如下图1:第七步:网格划分选择Ma in Me nu —Preprocessor—Meshi ng —MeshTool 命令,在MeshTool 窗口点击Size Con trols 下的Globle:Set —NDIV:29 —Ok,在MeshTool 窗口点击Mesh—Pick all —Close 命令。
solidworks有限元分析
solidwork有限元分析案例有限元分析,对于设计而言,是非常有必要的手段,能够使设计师提前评估设计的合理性,大大缩减了设计的成本,那么solidwork有限元分析怎么做呢?操作流程简单分为五步如下:第一步,添加模型材料;第二步,添加模型约束;第三步,划分网格;第四步,进行分析;第五步,查看,分析结果;具体操作流程,请查看以下步骤•电脑•solidwork(需要安装有simulation的有限元分析插件)方法/步骤1.1solidwork新建实体模型2.2打开工具-插件-勾选solidwork simulation(有限元分析插件)3.simulation插件出现在横向导航栏中4.点击左上角“新算例”,新建有限元分析算例,分析类型有非常多,这里选择最常用的“静应力分析”,点击确认5.第一步,点击“应用材料”,添加模型材料,每种材料的性能参数都是不一样的,能够承载的能力也不同,因此,添加材料,应力分析才有意义,添加材料“不锈钢304”6.第二步,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。
7.第三步,对零件进行网格划分,点击“运行此算例”-“生成网格”调节划分粗糙度(电脑配置好,可调高点)-生产网格划分8.第四步,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9.第五步,运行算例,生成分析结果1.应力分析,变形是以夸张的形式表现出来,实际零件是安全的,不锈钢屈服应力为2.068e+008N/m^2,虽然红色部分为3.581e+005N/m^2,远远小于能够承受的屈服应力10.右键点击选择应力,设定-图表选项,勾选显示最大、最小注解,可以将零件最大、最小应力显示出来,可以清楚了解零件最大应力位置以及数值,为设计提供参考11.零件位移情况,从受力面往下,位移量越来越大,但是位移量最大植只有3.280e-006mm,显然是小到可以忽略不计的12.零件应变情况,最大值为1.341e-006,也是可以小到可以忽略不计END注意事项•此案例,负载仅为500N,相对来说是非常小的,有兴趣可以增加负载,或者更改材料,可能会观察到有意思的结果!。
solidworks有限元分析
SolidWorks有限元分析引言SolidWorks是一款常用的计算机辅助设计(CAD)软件,它提供了丰富的工具和功能来进行产品设计和分析。
其中的有限元分析(Finite Element Analysis,简称FEA)功能为工程师提供了一种模拟和分析产品性能的方法。
本文将介绍SolidWorks的有限元分析功能,并详细探讨其应用和优势。
什么是有限元分析(FEA)?有限元分析是一种数值方法,用于解决复杂的物理问题。
它将复杂结构分割成小的、简单形状的区域(有限元),然后通过对这些小区域进行数值计算来近似求解整个结构的行为。
有限元分析在工程设计和科学研究中被广泛应用。
它可以预测结构在受力情况下的变形、应力和振动等物理特性。
通过有限元分析,工程师可以在设计阶段快速评估产品的性能,并优化其结构,以满足设计要求。
SolidWorks有限元分析功能的特点SolidWorks的有限元分析功能是其强大工程设计工具的重要组成部分。
以下是SolidWorks有限元分析功能的一些特点:集成性SolidWorks提供了与自身设计环境完全集成的有限元分析工具。
这意味着用户可以在SolidWorks界面中直接进行有限元分析,无需另外安装其他软件或切换到其他界面。
直观的前处理SolidWorks的有限元分析功能提供了直观的前处理工具,使用户能够快速定义材料属性、约束和加载条件。
通过简单的拖放和点击操作,用户可以定义结构的几何形状、材料属性和物理限制。
自动网格生成在有限元分析中,网格是将结构分割成小区域的关键步骤。
SolidWorks的有限元分析功能可以自动生成高质量的网格。
用户只需设置一些基本参数,SolidWorks就能自动生成适用于分析的网格。
多种分析类型SolidWorks的有限元分析功能支持多种分析类型,包括静态、动态、热分析等。
用户可以根据实际需求选择合适的分析类型进行模拟。
结果可视化有限元分析的结果可以通过可视化的方式呈现,包括应力分布、位移和振动模态等。
【基本建模Project1】2D问题:带孔平板的有限元分析
图 1.2 孔边的 x 方向应力分布
图 1.3 孔边的 Von Mises 等效应力分布
(13) 考察 ANSYS 所生成的文件系统 在完成以上 GUI 操作后,在工作目录内,将发现和文件名 plate.*相关的文件如表 1.1 所示。 表 1.1 ANSYS 中所生成的一系列文件
文件名 文件内容
plate.log
(11) 退出系统
ANSYS Utility Menu: File→ Exit…→ Save Everything→OK
(12) 计算结果的验证 按以上计算方案,可得到最大的 x 方向的应力和最大的 Von Mises 等效应力如下:
《有限元分析及应用》上机指南
清华大学机械工程系
曾攀
雷丽萍
而孔边的 x 方向应力分布和 Von Mises 等效应力分布分别见图 11.2 和图 11.3。
(6) 生成几何模型
生成平面方板 ANSYS Main Menu: Preprocessor →-ModelingX:0、WP Y:0、Width:100、Height:100 →OK 生成圆孔平面 ANSYS Main Menu: Preprocessor → -ModelingX:50、WP Y:50、Radius:5 → OK 生成带孔方板(用布尔运算) ANSYS Main Menu: Preprocessor →-Modeling- Operate →-Booleans- Subtract → Areas → pick area 1(方 板) → OK→ OK → pick area 2 (圆孔) (Next) →OK →OK Create → -Areas- Circle → Solid Circle → input: WP Create →-Areas- Rectangle → By 2 Corners →input WP
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。
带孔平板的有限元分析
b.选择结构分析 Structural类型,单击 OK按钮关闭对话框
(3)选择单元类型 a. ANSYS Main Menu: Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete…→Add…→select Solid Quad 4node 182→OK
(9)分析计算 ANSYS Main Menu: Solution→ -Solve- Current LS…→OK(to close the solve Current Load Step window)→Should The Solve Command be Executed? Y→ Solution is done! Close
(5)定义实常数 a. ANSYS Main Menu: Preprocessor→Real Constants→Add/Edit/Delete…→Add…→ select Type 1→ OK…→input Real Constant Set THK:1(平板的厚度)→OK b.关闭 Real Constants对话框
计算分析带孔平面板问题的计算。
p=100N/cm2 t=1 cm E=210000N/cm2 R5 50 µ=0.3 ρ=2.7g/cm3
单位:厘米
(cm)
1、准备工作 2、设置计算类型 3、选择单元类型 4、定义材料参数 5、定义实常数 6、生成几何模型 7、网格划分 8、模型施加约束 9、分析计算 10、结果显示
基于图形界面交互的 GUI求解步骤 (1)准备工作 a.在硬盘中设置用于该工程分析的文件夹; b.在启动进入 ANSYS时,选择分析所在文件夹和分析文件名。 c.进入 ANSYS后,为分析文件设定标题。单击应用菜单中的命令 File | Change Title,弹出设置分析标题的对话框
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。
Solidworks有限元分析教程
Hoop Stress (tangential):
Select “Axis1” and then define stress plot in Y-direction (radial to the axis). Select deformation scale=1 Right-click on the stress plot icon “plot2” and then select”List selected”
COSMOS/Works 温度分析示例 ................. 13
线性静力分析:定义专题 .............................13 线性静力分析:定义材料属性 .....................14 线性静力分析:网格划分 .............................30 线性静力分析:定义约束 .............................42 线性静力分析:定义载荷 .............................47 线性静力分析:求解 ....................................54 线性静力分析:观察结果 .............................55
Cosmos/Works的用户界面
Cosmos/Work模型 / 有 限元模型之间进 行切换显示 对当前专题进行计算
生成有限元网格 定义材料 定义、修改、删除专题
Cosmos/Works的选项对话框
Cosmos/Works线性静力分析
例1.支座分析 例2.轴承载荷 例3.壳单元,静水压 例4.Motion,远端载荷
前处理
建立分析对象的有限元模型
带孔平板的有限元分析
带孔平板的有限元分析(Finite Element Analysis)一、图标结果显示(Plot Results)二、有限元模式摘要(Finite element model summary)Largest Number Number Number Defined Selected Nodes . . . . . . . . . . . 4 4 4 Elements. . . . . . . . . . 3 3 3Element types . . . . . . . 1 1 n.a. Real constant sets. . . . . 1 1 n.a. Material property sets. . . 1 1 n.a.Coupling. . . . . . . . . . 0 0 n.a. Constraint equations. . . . 0 0 n.a. Master DOFs . . . . . . . . 0 0 n.a. Dynamic gap conditions. . . 0 0 n.a.三、建模及求解过程(Modeling establish & Solution procedure)1、进入ANSYS,设置工作名称plate2、设置计算类型为结构型(structural)3、选择单元类型为带厚度的平面应力问题(Plane Strs w/thk)4、定义材料为线弹性体,设置其弹性模量及其泊松比5、定义实常数以确定厚度6、建立几何模型:生成平面方板,圆孔,通过进行布尔减运算生成带孔方板7、进行网格划分:设置全局(Global)网格划分边长分为32段8、模型施加约束和外载:限定左侧边界所有节点X方向约束,左下角节点加X和Y两个方向的约束,右边施加X方向的均布载荷9、进行分析计算10、显示结果11、求解完成,保存结果,退出程序。
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基于solidworks 带孔平板的有限元分析
1、题目要求
计算分析如下模型:
已知:
cm
50cm 5cm 100/7.23
.0/2100001/1003
22距都为,内孔距左边距和下边,内孔模型长宽都为======R cm g cm N E cm
t cm N p ρμ
2、解题过程 解题思路
对基础的平板进行分析 通过网格控制进行分析 对1/4平板进行分析
对平板的应力奇异性进行思考讨论
1)首先在solidworks 中对材质进行编辑
2)、在solidwroks中的simlulation中新建算例‘plate-初次’3)、在夹具中选择固定几何体
如下图所示:
4)、在外部载荷中选取压力
5)、生成网络
6)运算求解
结果如下
对于上述模型局部进行优化新建算例‘plate-分割线’
重复上述操作
进行网格控制:
对分割线的表面进行网格控制已达到较好的分析其中单元大小0.9mm
比率取1.1
控制结果为:
再次进行运算求解:
新建算例‘plate-分割线-四分之一’模型如下:
重复上述操作:
计算求解:
应力奇异性的分析:
这里选取进行网格控制的应力奇异性进行讨论:
应力
306.3746 308.2766 308.4553 308.7128 308.4333 309.483603 (N/cm^2)
相对误差平
0.2344%
均值
可以发现应力基本保持不变,不会随着网格控制的细化发生巨大变化,因此带孔平板不具有应力奇异性。
3、新的体会和学到的知识
通过带孔平板的有限元分析,对于有限元分析的前期工作有了很深刻的了解,同时对于前期对称处理模型以便简化。
最主要的是了解到应力奇异性与应力集中式两个概念。
应力奇异性会随着网格的细化,应力发生急剧变化。
而应力集中则不然。
应力奇异一定应力集
中,但是应力集中不一定应力奇异。