SS-T：4000 静态结构分析，拉杆

对拉杆装配执行静态结构分析。

目的
SimSolid 执行无网格结构分析，适用于全功能零件和装配，容忍几何缺陷，并在几秒钟至几分钟内运行。在本教程中，您将执行以下操作：
  • 了解 SimSolid 的工作原理。
  • 将 SimSolid 的工作流程和结果与使用传统有限元分析获得的结果进行比较。
模型描述
本教程使用了两种不同的拉杆模型。每个模型都有 33 个零件。您将对以下项目执行两次静态结构分析：
  • 2 个总载荷为 750N（168 磅）的工况，位于不同的手柄位置
  • 2 种不同的设计配置，具有不同的支撑支架
本教程需要以下模型文件：
  • Pullup bar V1.x_t
  • Pullup bar V2.x_t
图 1.

导入几何模型

  1. 启动新 SimSolid 会话。
  2. 点击 （从文件导入）图标。


    图 2.
  3. 在打开几何体文件对话框中，选择 Pullup bar V1.x_t。
  4. 点击打开。
    装配将加载到模型视窗中。将弹出信息窗口，警告检测到重叠零件。还将打开查看重叠零件对话框。自动连接对话框将打开。钢被施加于零件。
    图 3.
  5. 关闭信息对话框，然后关闭查看重叠零件窗口。
  6. 在长度单位对话框中，选择英寸 [in] 单选按钮。
  7. 点击取消关闭对话框。

创建连接

  1. 在项目树中，点击连接分支。
  2. 在连接工作台工具栏，点击 （自动连接）。
  3. 将间隙和穿透容差指定为1。
  4. 将连接分辨率级别设置为增强标准。
  5. 点击确定。
    注：
    • SimSolid 即使在几何体重叠的区域也会创建连接。
    • SimSolid 会自动识别螺栓、螺母和垫圈。
    • 滑动接触会自动施加于螺栓杆，否则会施加绑定接触。

分配材料

  1. 在项目树中，点击装配分支。
  2. 在工作台中，点击 （施加材料）。
  3. 从通用材料列表中选择钢。
  4. 点击施加于所有零件。
  5. 点击关闭。
    在项目树的装配分支中，将识别每个零件的材料属性。

创建结构线性分析

  1. 在主窗口工具栏上，点击 （结构分析）。
  2. 选择结构线性。


    图 4.
    新分析会显示在项目树中的设计研究 1 下，分析工作台会打开。

创建固定支座

  1. 在分析工作台中，点击 （固定支座）。


    图 5.
  2. 在对话框中，确认已选中面单选按钮。
  3. 在模型视窗中，选择 图 6 中显示为橙色的两个面。


    图 6.
  4. 点击确定。
    新约束，固定 1 会出现在项目树中。约束的可视表示会显示在模型上。

创建力载荷

  1. 在分析工作台中，点击 （力/位移）。


    图 7.
  2. 在对话框中，确保已选中面单选按钮。
  3. 在模型视窗中，选择 图 8 中显示为橙色的两个手柄面。


    图 8.
  4. 将 Z 方向的力指定为 -750 N。
  5. 点击确定。
    新载荷，力/位移1，出现在项目树中。表示载荷的矢量会显示在模型上。

创建第二个结构线性分析

  1. 在项目树中，右击结构 1。
  2. 从右键菜单中选择复制。
    结构 2 分析会显示在项目树中。


    图 9.
  3. 点击结构 2 旁边的 即可扩展分析分支。
  4. 编辑手柄载荷。
    1. 双击载荷/位移。结构 2 下的 1。


      图 10.
    2. 在力/位移对话框中，选择当前所列的面并选择删除。
    3. 在 模型视窗 中，选择两个前手柄面。


      图 11.
    4. 点击确定。
      表示载荷的矢量会显示在模型上。


      图 12. 工况 1


      图 13. 工况 2
  5. 在结构 2 下，右击导入的力 1，然后从右键菜单中选择删除。

运行设计研究

求解设计研究中的所有分析。

  1. 在项目树中，点击所需的设计研究分支。
  2. 点击 （求解）。
    SimSolid 会运行设计研究分支中的所有分析。结束后，每个分析的结果分支将显示在项目树中。
    注： 分析 1 在 11 秒内运行。SimSolid 会重复使用分析 2 的模型数据结构，因此分析会运行得更快。

将结果与书签进行比较

  1. 在项目树中，选择分析 1 的结果分支。
  2. 在分析工作台上，点击 （结果图）。
  3. 选择位移大小图。
  4. 在图例窗口中，点击 （显示变形形状）。
    模型视窗会更新以显示所选结果并展示选项。
  5. 点击 （捕捉书签）图标。
    SimSolid 将当前在模型视窗中显示的数据另存为图像或动画，并在书签浏览器中显示缩略图。可以随时选择书签以在模型视窗中显示保存的视图。


    图 14.
  6. 为分析 2 重复步骤 1 至 5。
  7. 使用书签浏览器在不同结果之间切换。

创建第二个设计研究

新的几何体与研究 1 中的几何体几乎完全相同。唯一的区别是垂直支撑支架的设计。SimSolid 关联复制相同的几何体，以尽量减少所需的资源；因此，数据库变得更小，求解速度更快。

重复导入几何模型步骤并加载文件 Pullup bar V2.x_t。
新的几何体将读入第二个设计研究。所有的分析定义都是从研究 1 复制到研究 2。冲突和不一致会在项目树中以红色标记。本教程不要求您修复几何不一致。


图 15.
注： 装配中的新零件尚未分配材料。


图 16. 设计研究 1


图 17. 设计研究 2

为新零件添加连接

  1. 关闭零件重叠警告，然后查看对话框。
  2. 在为新零件添加连接对话框中，将间隙和穿透容差设置为 1。
  3. 对于连接分辨率，选择增强。
  4. 点击确定。

分配材料

  1. 在项目树中，点击装配分支。
  2. 在工作台中，点击 （施加材料）。
  3. 从通用材料列表中选择钢。
  4. 点击施加于所有零件。
  5. 点击关闭。
    在项目树的装配分支中，将识别每个零件的材料属性。

运行设计研究

求解设计研究中的所有分析。

  1. 在项目树中，点击所需的设计研究分支。
  2. 点击 （求解）。
    SimSolid 会运行设计研究分支中的所有分析。结束后，每个分析的结果分支将显示在项目树中。
    注： 分析 1 在 11 秒内运行。SimSolid 会重复使用分析 2 的模型数据结构，因此分析会运行得更快。

对比结果

  1. 在书签浏览器中，点击缩略图可以加载保存的结果视图。
  2. 在项目树中，点击结果分支。
    模型视窗会根据所选分析的结果进行更新。可以点击其他结果分支在视图之间快速切换。

查看反作用力

  1. 在项目树中，打开分析工作台。
  2. 在工作台工具栏上，点击 （反作用力/接触力）图标。
  3. 点击支座、连接或零件选项卡。
    会打开反作用力的汇总表。力矩矢量显示在模型视窗中。


    图 18.
  4. 可选： 选择单个支座、连接或零件，查看单个元件上的力。
  5. 可选： 选择多个支座、连接或零件，查看汇总力。

与传统有限元分析进行比较

  1. 使用模型文件对传统有限元分析应用程序运行相同的分析。
    重要：
    • 请勿合并或简化几何体，使用与 SimSolid 相同的绑定和滑动接触。
    • 检查零件重叠
    • 确保单元密度对小零件来说是可以接受的
  2. 就以下内容对两个项目进行比较：
    • 求解质量
    • 所需的工作流程步骤的数量
    • 网格所需的时间
    • 求解所需的时间
    • 检查结果所需的时间
    • 细化和重新运行模型所需的时间

细化求解设置

  1. 在项目树中，双击求解设置。
  2. 在对话框中，将最大自适应求解数量增加至 4 个。
  3. 选中适应几何特征复选框。
  4. 点击确定。


    图 19.
  5. 在项目树中，选择项目。
  6. 点击 （求解）。
  7. 检查结果的变化。
  8. 与通道 3 的结果进行比较。
    1. 在分析工作台中，选择 > 米塞斯等效应力。
    2. 在图例中，在“最大值”下的方框中输入 80。
      这会调整（锁定）图例，使其类似于 3 个通道的求解，以更好地突出峰值应力区域。
    3. 点击 即可将图例重置为默认值。


      图 20.