Simulation 静态分析的一般步骤

线性静态分析的一般步骤

当载荷作用于物体表面上时，物体发生变形，载荷的作用将传到整个物体。外部载荷会引起内力和反作用力，使物体进入平衡状态。

线性静态分析有两个假设：

1)静态假设。所有载荷被缓慢且逐渐应用，直到它们达到其完全量值。在达到完全量值后，载荷保持不变(不随时间变化)。

2)线性假设。载荷和所引起的反应力之间关系是线性的。例如，如果将载荷加倍，模型的反应(位移、应变及应力)也将加倍。

1.打开SolidWorks软件

单击“开始”→“所有程序”→“SolidWorks 2009”→“SolidWorks 2009 x64 Edition SP3. 0”，打开软件或单击桌面快捷图标打开软件，如图1所示。

(你的电脑图标可能是这个样式：“开始”→“所有程序”→“Solidworks 2009”→“Solidwor ks 2009 SP0.0”，结果是相同的。)

1)单击“新建”按钮。

图1 软件打开界面

2)在弹出的“新建Solidworks文件”对话框中单击“零件”按钮，然后单击“确定”按钮，如图2所示。

图2 新建文件对话框2.新建如图3所示零件

图3 建立的零件模型

3.打开SolidWorks Simulation插件

1)单击工具栏中按钮的右侧小三角，在下级菜单中单击“插件…”按钮，如图4所示。

图4 打开插件

2)在弹出的“插件”对话框中勾选“SolidWorks Simulation”左侧的选框，单击“确定”按钮，如图5所示。如果想要在SolidWorks软件启动时自动加载该插件，则将右侧的选框也勾选，一般建议只勾选左侧选框，这样可提高SolidWorks的启动速度，在我们需要用该插件时再另行启动它。

图5 勾选要启动的插件

3)稍候我们即可看到“SolidWorks Simulation”插件启动成功，如图6所示。单击“Simul ation”标签，切换到该插件的命令管理器页。

图6 插件启动成功

4.进行线性静态分析

1)如图7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。在左侧特征管理树中出现如图8所示的对话框。

图7 新建算例

图8 Simulation插件可进行的分析项目

2)在“名称”栏中，可输入你所想设定的分析算例的名称。在“类型”栏中，我们可以清楚看到SolidWorks Simulation所能进行的分析种类，这里我们选择的是“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(确定按钮在特征树的左上角及绘图区域的右上角各有一个)。我们可以发现，插件的命令管理器发生了变化，如图9所示。

图9 打开算例后的命令面板

3)单击“应用材料”按钮，出现“材料”对话框，如图10所示。在对话框中选中“自库文件”，并在右侧的下拉菜单中选中“solidworks materials”项，然后再单击“钢”左边的加号并在展开的材料中选择“合金钢”。合金钢的机械属性出现在对话框右侧的“属性”标签中，如图11所示。然后单击“确定”按钮完成材料的指定。

图10 材料编辑器

图11 选择合金钢材料

4)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。在图形区域单击凸台的端面(见图12)，面<1>出现在“夹具的面、边线、顶点” 框内，并单击“确定”按钮，如图13所示。此时在Simulation算例树的夹具文件夹中生成一个名为“夹具-1”的图标，如图14所示。

图12 选择凸台端面

图13 选择面后的对话框

图14 完成夹具指定

5)单击“外部载荷”按钮下方的小三角，并单击下级菜单中的“压力”按钮。在图形区域中单击如图15所示的四个端面，面<1>～面<4>出现在“压强的面” 框内，并按如图16所示设置后单击“确定”按钮。

图15 选择四个端面

图16 压力及单位的设置

6)单击“运行”按钮，稍候即可完成分析过程，并将分析结果显示在Simulation 算例树中结果文件夹。

5.查看分析结果

(1)von Mises应力图解

1)在Simulation算例树中，打开结果文件夹。

2)双击“应力1(-von Mises-)”以显示图解，如图17所示。

图17 查看von Mises(对等)应力(2)合力位移图解

1)在Simulation算例树中，打开结果文件夹。

2)双击“位移1(-合位移-)”以显示图解，如图18所示。

图18 查看合力位移(3)对等要素应变图解

1)在Simulation算例树中，打开结果文件夹。

2)双击“应变1(-等量-)”以显示图解，如图19所示。

图19 查看对等要素应变

(4)模型的安全系数分布

1)在Simulation算例树中右键单击结果文件夹，然后选择“定义安全系数图解”，如图20所示。左侧特征树显示“安全系数”对话框，如图21所示。

图20 定义安全系数图解

图21 安全系数

2)将“准则”项设为“最大von Mises应力”，如图22所示。单击“下一步”按钮。

图22 准则设置

3)将“设定应力极限到”设置为“屈服力”，如图23所示。单击“下一步”按钮。

图23 应力极限设置

4)选中“安全系数分布”项，如图24所示。单击“确定”按钮。

图24 选中安全系数分布

5)显示模型的安全系数分布图解，如图25所示。由图解可以看出，该零件上没有显示红色的区域，说明它的安全系数大于1。实际上，该零件可以采用强度稍差的材料或是修正部分尺寸等措施来降低安全系数，后续课程再行讲解。