一个结构简单的力学仿真认真做起来,才发现一点都不简单(上)

一个结构简单的力学仿真认真做起来,才发现一点都不简单(中)

一个结构简单的力学仿真认真做起来,才发现一点都不简单(下)

虽然SOLIDWORKS Simulation的仿真功能很简单,但如果定义不合理,可以完全得到不同的结果。

一个简单的分析

  • 这是第一个力学仿真课程的模型和算例结果。
  • 底座的孔固定,模拟被螺栓锁定的情况。
  • 右上端的孔端面受力1000N,模拟被拉动或推动的状态。
  • 得到一个结果。
  • 还原原始模型

  • 可能是下图这样。
  • 两个螺栓把模型锁在平板上。
  • 右上的孔被一个轴拉住,轴与孔直接可能还有个轴套或轴承。
  • 底面问题分析

  • 分析零件底座的变形情况。
  • 看位移图解,Y方向(竖直方向)底座的变形。
  • 有翘起,有下压。
  • 数值细节

  • 提取变形位置点位移数值。
  • 右击位移图解,选择[探测]。
  • 点击翘起的位置和下压的位置,显示翘起0.025mm下压0.045mm。
  • 虽然数值很小,但应该是无法下压,被平板挡住。
  • 问题处理

  • 因为现实是有平板挡住,一般平板会很厚很硬,所以下压的可能性不大。
  • 所以要限制底座底边向下移动的平移自由度。
  • 可以考虑到限制面垂直于面的平移自由度的约束有[滚柱滑杆]。
  • 但是底座还是会翘起。
  • 虚拟壁-解决单向自由度问题

  • 只阻止面向下移动,但允许向上移动,这时候可以使用[虚拟壁]。
  • 右击连接图标,选择相触面组。
  • 类型选择虚拟壁,约束面为底座底面,条件面为TOP基准面。
  • 就可以以TOP面限制底座底面向下移动,而不会阻止底面向上翘起。
  • 更新结果

  • 重新运行算例,查看结果。
  • 提取Y方向位移数据。
  • 翘起0.021mm。
  • 下压2.5×10^-6mm。
  • 下压几乎是0mm。
  • 螺栓问题分析

  • 螺栓这里显然不能用固定,当然,如果你不考虑螺栓对结构的影响,可以使用固定约束。但有时候螺栓对结构的压力还是蛮大的。
  • 所以这里就可以用上之前文件里的[螺栓]接头来约束,但因为没有下面的板,所以得使用[地脚螺栓]。
  • 删除原来的固定约束。
  • 右击夹具图标,选择[地脚螺栓]。
  • 地脚螺栓

  • 指定约束边线和底面,底面就是虚拟壁的那个基准面,两个功能经常配合使用。
  • 指定螺栓和螺母直径,根据时间型号而定。
  • 指定紧密配合的空面,如果螺栓的直径和孔的直径是一样大小的话,就需要选择这一项。
  • 预紧力定义5N。
  • 两个孔分别指定一次。
  • 更新结果

  • 查看应力图解。
  • 隐藏接地螺栓图示。
  • 对比两种结果:可以看到孔周围的应力分布是不同的。
  • 总结

    可以看到,根据不同的边界条件定义,会得到不同的结果,如果不同的位置不是你关心的,那可以用最简单的方式来定义,但对于工程问题,可能一个小问题都会直接影响产品质量,不能合理的模拟实际工况,就可能无法预知真实的问题。

    这个只是问题分析的上半部分,大家可以自己思考原来的边界条件还有什么问题,尝试去解决一下,我下一篇文章再来分析其他的问题。

    就先跟大家分享到这,如果喜欢我的文章,

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