1、SolidWorks Simulation基礎培訓，SolidWorks Simulation培訓目錄，簡介有限元簡介，主要內(nèi)容，SolidWorks Simulation概述有限元分析概述限制使用SolidWorks Simulation，Simulation要查找圓的周長，請使用具有直線單位的多邊形近似圓。FEA不是唯一的數(shù)值分析工具，工程領域還有其他數(shù)值方法，例如有限差分方法、邊界元素方法和有限體積方法(流體)。FEA占有用于工程分析的軟件市場，其他方法歸入較小的應用程序。FEA是什么，例如，從家到郵箱的路怎么用很短的尺子量？曲線路徑由分段路徑替代，通過短子段測量路徑，F(xiàn)EA階段，通常在

2、FEA軟件中，將定義以下三階段：預處理分析類型(例如靜態(tài)、熱、頻率)，定義材質(zhì)的性能、載荷和約束(創(chuàng)建數(shù)學模型)，并將模型劃分為有限單元(有限元模型)解決計算所需的結(jié)果(有限元模型求解)。后處理用于分析結(jié)果(分析結(jié)果)。SolidWorks Simulation階段，創(chuàng)建數(shù)學模型分析有限元模型結(jié)果，創(chuàng)建數(shù)學模型，刪除特征：合并或刪除在分析中認為不重要的特征：圓角、環(huán)形邊、符號等；通過理想化間隙來簡化CAD幾何模型、建立有限元模型、通過離散化過程將數(shù)學模型劃分為有限單元，這稱為網(wǎng)格劃分。FEA的基本概念，網(wǎng)格將CAD幾何圖形的形狀近似為四邊形或三角形的單元網(wǎng)格中存在的節(jié)點，例如三角形(四面體)或

3、四邊形(立方體)-不同單元合并的點，節(jié)點是解決未知量(通常為位移)所需的點，Simulation的單位類型二維元素是一階三角形薄殼元素和二階三角形薄殼元素。一維單元通過將梁單位、實體單位示例、Simulation中的單元類型、零件分割為小四面體單位并計算每個單元中的變形來解決整個零件的變形。Simulation的單位類型，主(草圖質(zhì)量)四面體單元共有四個節(jié)點，每條邊對應一個節(jié)點。每個節(jié)點有三個自由度。也就是說，節(jié)點可以用三個位移元件完全表示。Simulation的單位類型，次要(高品質(zhì))實體四面體儲存格具有10個節(jié)點(4個角點和6個中間節(jié)點)，每個節(jié)點具有3個自由度。殼單元示例、將面分割為小三

4、角形單元并計算每個單元的變形，以解決整個零件的變形。Simulation的單位類型，主要(草圖質(zhì)量)三角形薄殼儲存格具有三個節(jié)點，每個節(jié)點具有六個自由度。換句話說，位移可以用三個平移分量和三個旋轉(zhuǎn)分量完全描述。Simulation的單位類型，Simulation的單位類型，次(高質(zhì)量)三角形shell設備具有三個角度節(jié)點和三個中間節(jié)點的六個節(jié)點。位移意味著可以由三個平移和三個旋轉(zhuǎn)組成。梁單位范例，Simulation的單位類型，將框架分割為較小的梁單位，并計算每個儲存格中的變形，以解決整個零件的變形。Simulation的單位類型，兩節(jié)點梁單位的造型最初是平面的，但可以假定造型是變形后3次方的

5、一個函數(shù)。梁單元在每個端點有六個自由度。、制圖品質(zhì)(主要)和高品質(zhì)單位(次要)、主要單位：僅用于分析特定目標，例如確認負載或約束方位。次要單位：為最終計算準備的范例必須使用高品質(zhì)單位。創(chuàng)建FEA模型-描述給定模型與外部世界接觸方式的約束。面、直線或點允許滑動或旋轉(zhuǎn)，創(chuàng)建FEA模型-載荷，作用于模型外表面的載荷：作用于面、連接或點的力轉(zhuǎn)矩，力矩壓力作用于整個模型的載荷：重力，離心力熱載荷，F(xiàn)EA中的錯誤，產(chǎn)生異常錯誤數(shù)學模型離散有限元模型數(shù)值誤差分析過程，僅適用于FEA影響數(shù)學模型的塑型錯誤在FEA之前引入，并且只能透過正確的塑型技術(shù)進行控制。解決錯誤在計算過程中累積，難以控制，但通常很小。不要

6、僅根據(jù)此軟件的結(jié)果做出設計決策。結(jié)合實驗數(shù)據(jù)和實際經(jīng)驗使用此信息。最終設計必須經(jīng)過現(xiàn)場測試測試。軟件可以減少進入市場的時間，而不是完全免除現(xiàn)場測試。FEA計算，配置有限元網(wǎng)格中每個節(jié)點的自由度未知量。在結(jié)構(gòu)分析中，節(jié)點的自由度可以視為節(jié)點的位移。位移是未知的基本量，始終最先計算。熱分析中未知的基本量是節(jié)點溫度。溫度是標量，因此每個節(jié)點只需要一個未知量。負載套用至本體后，本體會產(chǎn)生內(nèi)力(通常每個點不同)，并嘗試吸收影響。這種內(nèi)力的強度稱為應力。應力單位是單位面積上的力。應力分量以壓桿為例。p點的應力狀態(tài)可以根據(jù)任意基準面來描述。合成應力始終相同，但應力分量的數(shù)值取決于選定的條件。分析FEA結(jié)果-

7、應力通過振幅、方向和相應應力作用的條件進行說明。點處的應力狀態(tài)為：sx: x方向上的應力垂直于YZ基準sy: y方向上的應力垂直于XZ基準txy: y方向上的應力垂直于x方向txy:y方向上的應力垂直于x方向tyx: x方向上的應力垂直于y方向(相對于XZ)tXZ:z方向上的應力作用于x方向TXY、TZY稱為剪應力。剪應力的關系顯示為以下方程式：TXY=TYX、TXZ=TZX和TYZ=TZY。因此，點的應力狀態(tài)完全由六個元件定義。分析FEA結(jié)果-應力、一點處的應力狀態(tài)由六個零部件定義：三個拉伸(壓縮)應力和三個剪切應力。這些元件說明與本端座標系統(tǒng)相關的von mises應力=von mises

8、應力與座標系統(tǒng)無關的安全系數(shù)=材料的極限應力/模型的von mises應力主應力本端座標系統(tǒng)中，三個剪應力為零時的三個拉伸(壓力)應力稱為主應力，F(xiàn)EA結(jié)果總結(jié)了Simulation的失敗準則，該準則表示長度 L的變異與原始長度L的比率。變形是無量綱的量。變形= L /L .FEA結(jié)果分析-變形，限制Simulation靜態(tài)分析的使用，Simulation靜態(tài)分析在以下假設下將材料變?yōu)榫€性的小變形(結(jié)構(gòu)響應)靜態(tài)載荷，線性分析，所有材料都是Solidworks Simulation、線性分析、小變形所有結(jié)構(gòu)在載荷下變形。模擬假定變形較小。小變形的確切含義是什么？一般的解釋是變形比結(jié)構(gòu)的整體大小

9、小。變形大小不是判斷“小變形”或“大變形”的因素。實際決定因素是變形是否極大地改變了結(jié)構(gòu)的剛度(抵抗變形的能力)。靜態(tài)負載，靜態(tài)負載假定不會隨時間變更的所有負載和約束。此約束意味著負載程序必須非常慢，可以忽略慣性效果，并且快速套用的負載會導致其他位移、應力和變形。Simulation分析過程，材料？Steel 1040工作條件壓力或力螺栓連接或熔接Simulation的模型網(wǎng)面和解決方案設計是否合理(檢視結(jié)果)安全系數(shù)應力分布，第一章分析程序，第一章學習目標，完整了解Simulation介面使用實體網(wǎng)面執(zhí)行線性靜態(tài)分析-了解靜態(tài)幾何圖形材料屬性負載約束網(wǎng)面密度對位移和應力結(jié)果的影響透過其他方式

10、顯示有限元素計算結(jié)果管理結(jié)果檔案SolidWorks Simulation界面、分析樹、示例頁面、Toolbar、CommandManager頁面、分析庫、Simulation示例顧問、矩形帶孔板、項目說明支持和載荷條件的一個固定支撐側(cè)111；寬度100mm、高度10mm、孔徑40mm、機械模型、預處理摘要、網(wǎng)格分割-標準網(wǎng)格、網(wǎng)格大小缺省值由系統(tǒng)基于SolidWorks模型幾何形狀的形狀自動生成。默認值有助于確保計算時間較短的離散化錯誤保持在可接受的范圍內(nèi)。由封閉一個單元的球體(實體單元)或圓(抽殼單元)的直徑定義。如果公差表示網(wǎng)面特征儲存格的標注范圍(例如，儲存格大小為0.225in，公差

11、設定為0.011)，則所有儲存格的標注均在0.214到0.236in的范圍內(nèi)。如果網(wǎng)格分割失敗，提高公差可能會有幫助。進階制圖品質(zhì)網(wǎng)面：自動測試主要儲存格本體：指定網(wǎng)面自動使用整個儲存格的較小大小重新網(wǎng)面化模型。總單元大小和公差在每次嘗試中減少的百分比為0.8。分割網(wǎng)面曲率式網(wǎng)面，在高曲率區(qū)域中產(chǎn)生更多網(wǎng)面，在低曲率區(qū)域中產(chǎn)生較少網(wǎng)面。圓的最小單元數(shù)：當單元大小介于最大值最小值之間時，此選項有效。Simulation2009中的新功能“波節(jié)距應力”、“波節(jié)距應力”和“單位應力”的合理分配，“波節(jié)距值”使用線性插值方法生成平滑圖。單元值在單元的中心生成應力(每個單元都有值/顏色)。說明單位應力和

12、波節(jié)距應力通常不同，但兩者之間的較大差異表示網(wǎng)面分割不夠精細。修改結(jié)果的后處理，修改圖表選項圖中的設定建立剖面修剪ISO插圖檢查應力結(jié)果定義第一主應力、位移圖、多個結(jié)果的比較，最大位移在表格中可見，因為網(wǎng)面的精確度增加。也就是說，隨著自由度的增加，模型變得平滑。單位數(shù)增加時，更接近實際位移和應力場。在有限元中，位移基本上是未知的量，應力按位移計算。不斷增加網(wǎng)格的精細度，應力和位移傾向于有限值(數(shù)學模型的解決方案)，這是收斂過程。建立多個范例，細分網(wǎng)面后應力差異很大的原因，位移是有限元素的主要未知量，比變形和應力更精確。要獲得滿意的應力結(jié)果，需要更加精細的網(wǎng)格。應力的極值經(jīng)常出現(xiàn)在曲率發(fā)生重大變

13、化的地方，例如圓角區(qū)域。要獲得滿意的結(jié)果，這些區(qū)域需要網(wǎng)格鑲嵌。主要結(jié)果、principal stress (mesh1 study)、von mises stress and displacements(mesh 2 study)、von mises stress(mesh 3 study)網(wǎng)格密度對分析結(jié)果的影響較合理。，練習1-1:支架，問題說明：在圖中查找鋁(1060鋁合金)支架的最大應力和位移。支架通過兩個螺栓孔固定在部件中，其中零件的沉頭孔曲面的法向力為500N。練習1-23360壓縮彈簧剛度，問題說明：螺旋彈簧的壓縮剛度分析。彈簧材料是合金鋼。一端固定，另一端承受0.1N的壓力。

14、注意事項：若要穩(wěn)定解析模型，您必須在約束時將負載套用至結(jié)束圓柱面的半徑位移。練習1-23360壓縮彈簧剛度，根據(jù)結(jié)果位移結(jié)果計算彈簧的軸向剛度：練習1-:容器手柄，問題說明：要將垃圾容器加載到貨運卡車的導軌上，必須用手柄連接絞盤的掛鉤，如圖所示。整個容器由AISI304鋼制成，手柄對稱地焊接在兩側(cè)的基板上。把手的直徑為30mm，鋼板的厚度為5mm。添加模擬把手和鋼板之間連接的最合適的夾具之一。裝載條件：極限裝載條件，即容器拖動到卡車導軌上時，手柄裝載力的大小為3000N，具有15個斜率。此力加載到環(huán)形分型面上。目標：確定手柄設計是否安全。練習1-3:容器句柄，顯示結(jié)果：約束：摘要，有限元分析的

15、主要步驟是通過具有簡單孔的矩形模型進行說明，使用不同網(wǎng)格進行分析理論值和有限元解決方案的比較，了解第二章網(wǎng)格控制、應力集中、邊界條件、第二章學習目標、建模和離散化錯誤的區(qū)別網(wǎng)格劃分，使用自動轉(zhuǎn)換選項在網(wǎng)格控制FEA中收斂問題上端固定將900N負載套用至下端、細分本端網(wǎng)面、將網(wǎng)面控制套用至高應力位置網(wǎng)面控制可以套用至頂點、面或整個組合； 比率：定義連續(xù)轉(zhuǎn)換單位之間單位大小的比率；網(wǎng)面分割必須位于網(wǎng)面控制定義之后。主要結(jié)果、無圓角配置、主要結(jié)果、最大應力組合、單元數(shù)增量結(jié)果是否繼續(xù)收斂？應力結(jié)果的發(fā)散-應力奇點根據(jù)彈性理論，尖角處的應力必須是無限的，離散化誤差不會導致有限元模型產(chǎn)生無限的結(jié)果。尖銳凹角處的應力分