轴的有限元分析

轴的有限元分析

机械112 鲁鹏勇 201133315211

1.建立算例。算例是由一系列参数定义的，这些参数完整地表达了物理问题的有限元分析。当对一个零件或装配体进行分析时，想得到它在不同工作条件下的反应就要运行不同类型的分析。一个算例的完整定义包括分析类型、材料、负荷、约束和网格。在这一步骤中，可以为本算例设定一个名称，并同时设定算例的“类型”为”静态”。

2.应用材料。在运行算例之前，必须定义模型的材料属性。在Simulation 中定义材料不会更新已在SolidWorks中为CAD模型分配的材料。在装配体中，每一个零件可以指定不同的材料。指定该轴材料为45钢。

3.添加约束。为了完成一个静态分析，模型必须被正确地约束。Simulation 提供了各种夹具约束模型，一般而言，夹具可以应用到模型的面、边和顶点。单击Simulation工具栏“夹具”下拉菜单的“固定几何体”，完成对零件约束的添加。当某个面添加了约束之后，就可以看到夹具符号出现在该面上。夹具符号分别用箭头和圆角表示各方向的移动和转动自由度的限制。该轴选择“固定几何体”夹具类型，意味着所有的6个自由度，包括三个移动自由度和三个转动自由度都被限制了。

4.施加载荷。单击Simulation工具栏中“外部载荷”下拉菜单中的“压力”，完成对零件载荷的施加，结果如图1所示。

图1 添加约束及施加载荷

5.生成网格。单击Simulation工具栏中的“运行”下拉菜单中的“生成网格”，完成对零件的网格化，结果如图2所示。

图2 生成网格

6.运行算例。完成应用材料、添加约束、施加载荷和对模型进行网格划分后，就可以进行分析了。单击Simulation工具栏中的“运行”，系统就开始进行分析，并弹出运行窗口，其中会显示分析节点、单元以及自由度的数目。

7.显示结果。运行结束之后，Simulation Study树中增加了“结果”文件夹，并且“结果”下还有应力、位移、应变和安全系数四个图解选项。其图解分

别如图3至图6所示。

图3 应力图解

图4 位移图解

图5 应变图解

图6 安全系数图解