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。
  • 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. 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. 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. 项目树中,点击连接分支。
  2. 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. 项目树中,点击装配分支。
  2. 工作台中,点击 (施加材料)。
  3. 从通用材料列表中选择
  4. 点击施加于所有零件
  5. 点击关闭
    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. 分析工作台中,点击 (固定支座)。


    图 5.
  2. 在对话框中,确认已选中单选按钮。
  3. 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. 分析工作台中,点击 (力/位移)。


    图 7.
  2. 在对话框中,确保已选中单选按钮。
  3. 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. 项目树中,右击结构 1
  2. 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. 力/位移对话框中,选择当前所列的面并选择删除
    3. 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. 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. 项目树中,选择分析 1 的结果分支。
  2. 分析工作台上,点击 (结果图)。
  3. 选择位移大小图。
  4. 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 15
  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. 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. 项目树中,点击装配分支。
  2. 工作台中,点击 (施加材料)。
  3. 从通用材料列表中选择
  4. 点击施加于所有零件
  5. 点击关闭
    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. 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. 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. 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. 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. 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. 分析工作台中,选择 > 米塞斯等效应力
    2. 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.