Дударева Н.Ю., Загайко С.А. - SolidWorks 2011 на примерах (2011) (Лабы 4-5), страница 50

8.202).Перейдите к SWR-Спецификация и сохраните спецификацию, нажав кнопку—Сохранить и присвоив ей имя Редуктор.spfpdm.Структура спецификации, выполненной в SWR-Спецификация, должна выглядетьтак, как показано на рис. 8.203.Глава 8462Рис. 8.201Рис. 8.202Рис. 8.203ГЛ АВ А9Прочностные расчетыв приложениях SimulationXpressи SimulationВ этой главе мы рассмотрим работу пакетов SimulationXpress и Simulation, входящих в комплект SolidWorks Office Premium 2011.9.1. Основные сведения о приложенияхSimulationXpress и SimulationПри создании узлов и агрегатов в машиностроении конструирование деталей является лишь частью процесса проектирования. Составным элементом проектированияявляется расчет деталей и узлов на прочность, т.

е. рассмотрение следующих вопросов: Выдержит ли спроектированная деталь заданные нагрузки? Каким образом она будет деформироваться, и будут ли выполняться условияжесткости? Можно ли провести оптимизацию формы детали, чтобы использовать меньшийобъем материала без ущерба прочностным и эксплуатационным характеристикам?В отсутствие инструментов анализа на эти вопросы можно ответить, только пройдявсе циклы разработки изделия: построение модели в системе трехмерного твердотельного проектированияSolidWorks 2011; создание опытного образца изделия; производственные испытания опытного образца; изменение модели на основе результатов производственных испытаний.Этот процесс выполняется циклически и продолжается до тех пор, пока не будетполучено удовлетворительное решение.Глава 9464С помощью прочностного анализа можно выполнить следующие задачи: снизить затраты, выполнив прочностное тестирование модели на компьютере, ане в процессе дорогостоящих производственных испытаний; сэкономить время путем уменьшения количества циклов разработки изделия; оптимизировать проект перед принятием окончательного решения.В основе прочностного анализа лежит метод конечных элементов (МКЭ).

Модельусловно разбивается сеткой из конечного числа простых форм, называемых элементами. Элементы имеют общие точки, называемые узлами. Математический аппарат SimulationXpress и Simulation решает уравнения перемещения каждого элемента с учетом его связи с другими элементами.

В результате изменения температуры на деталь воздействуют напряжения, которые называются термическими.Пакет Simulation считывает профиль температур и проводит анализ термическогонапряжения.Методом статического анализа рассчитываются максимальные значения компонентов напряжений в детали. Разные материалы разрушаются при различных уровняхнапряжения.

Для анализа необходимо знать материал детали (механические свойства), нагрузки и ограничения.Пакет Simulation позволяет выполнять частотный анализ (определять частоту собственных колебаний конструкции), проводить расчет на потерю устойчивостидеталей, осуществлять расчеты с учетом тепловых воздействий (термические расчеты), проводить испытания на ударную нагрузку, а также проводить расчет наусталостную прочность.1. SimulationXpress является усеченной версией пакета Simulation, поставляемогов SolidWorks 2011.

Возможности этих пакетов приведены в табл. 9.1.Таблица 9.1. Сравнение функциональных возможностей пакетовФункциональная возможностьSimulationXpressАнализ деталиАнализ сборки—Анализ тонкостенных деталей, деталей из листовогометалла и поверхностей с помощью элементов оболочки—Анализ напряженияАнализ деформации и перемещенияАнализ термического напряжения—Частотный анализ и анализ продольного изгиба—Анализ теплообмена—Анализ испытания на ударную нагрузку—Нелинейный анализ—Анализ усталости—SimulationПрочностные расчеты в приложениях SimulationXpress и Simulation465Таблица 9.1 (продолжение)Функциональная возможностьSimulationXpressВозможность обновлений с целью оптимизации—Анализ контактов в сборках с трением—Соединители (шпилька, жесткий, пружина, поддержкаупругости)—Контакты и трение с большим перемещением—Посадка с натягом или горячая посадка—Сопротивление термического контакта—Изотропные материалыОртотропные материалы—Температурно-зависимые свойства материала—Кривые усталости—Нелинейные материалы—Редактирование библиотеки материалов COSMOS—Равномерность давления и силы, прилагаемой к гранямНаправленные и неравномерные давление и сила—Приложение силы к кромкам и вершинам—Нагрузки на тело: гравитационные и центробежные—Специальные нагрузки: скручивающие, дистанционныеи опорные—Условия теплообмена: температура, конвекция, излучение, тепловая мощность и тепловой поток—Фиксированные ограничения на граняхФиксированные ограничения на кромках и вершинах—Направленные ограничения—Дистанционные ограничения—Напряжение, эквивалентное напряжениям по контуруЭпюра деформацийРасчет запаса прочности и построение эпюрыЭпюры продольных усилий—Эпюры перемещений—Эпюры результатов для элемента—Резонансные частоты—Эпюры резонансных форм колебаний—SimulationГлава 9466Таблица 9.1 (окончание)Функциональная возможностьSimulationXpressЭпюры форм потери устойчивости—Эпюра результатов для сил реакции—Эпюры результатов распределения температур, градиентов температур и теплового потока—Эпюры усталости—Графики результатов—SimulationСоздание отчетов в формате HTMLАнимация и сохранение в формате AVIСохранение результатов анализа в формате Bitmap,JPEG, VRML и XGL—9.2.

Расчет детали на прочностьв SimulationXpressВ качестве примера прочностного расчета проведем расчет детали Хомут.9.2.1. Загрузка деталии запуск SimulationXpressЗагрузите файл детали Хомут.sldprt (файл детали расположен на компакт-диске вкаталоге Глава 9\Примеры). Без детали мастер расчета на прочность не запустится.Запуск осуществляется командой Инструменты | SimulationXpress или кнопкойПомощник выполнения анализа SimulationXpressна вкладке.На первой странице мастера Добро пожаловать… нажмите кнопку Параметры(рис. 9.1). Откроется окно Параметры SimulationXpress (рис. 9.2). Проверьте, чтов поле Единицы измерения установлено значение СИ (Международная системаединиц СИ).

В поле Месторасположение результатов по умолчанию указан каталог c:\temp. Если вам нужно сохранять результаты в какую-то конкретную папку,то измените этот параметр, нажав кнопку. Установите флажок Показыватьпримечание для максимума и минимума в эпюрах результатов для более наглядного представления результатов. Проверьте по рис. 9.2 соответствие всех параметров. После всех манипуляций закройте окно Параметры SimulationXpress,нажав кнопку OK, затем нажмите кнопку— Далее, и произойдет переход наследующую страницу мастера.Прочностные расчеты в приложениях SimulationXpress и SimulationРис. 9.1Рис.

9.2467Глава 94689.2.2. Установка крепленияДля задания ограничений нам необходимо зафиксировать какую-либо грань детали.На странице Крепления нажмите кнопку Добавьте крепление (рис. 9.3). В Менеджере свойств откроется диалоговое окно Крепление (рис. 9.4), где посредствоммыши надо выбрать зафиксированную грань.Зеленые стрелки на грани указывают, что на грань наложено ограничение. Нажмите кнопку OKдля завершения команды установки крепления. Под ДеревомКонструирования возникнет Дерево исследования SimulationXpress (рис. 9.5).В этом дереве будут отображаться все манипуляции с моделью в процессе проведения расчета.

С помощью кнопки Добавьте крепление можно задать любое количество креплений и зафиксировать несколько граней. Чтобы отредактировать существующее крепление, необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши на пунктеРис. 9.3Прочностные расчеты в приложениях SimulationXpress и Simulation469Рис.

9.4Зафиксированный в Дереве исследования и вконтекстном меню выбрать пункт— Редактировать определение (рис. 9.6). Это жеможно сделать и на странице мастера, нажавкнопку Отредактируйте существующее крепление. Кроме того, на этой же страницеможно начать новое исследование, нажавкнопку— Начать снова, или вернутьсяна предыдущую страницу, нажав кнопку— Назад.

Если заданы все крепления, тонажмите кнопку— Далее и перейдите настраницу добавления нагрузок (рис. 9.7).Рис. 9.5П РИМЕЧАНИЕСимволсправа от элемента исследованияозначает,что соответствующий шаг был определен и установленные параметры приняты к расчету.Глава 9470Рис. 9.6Рис. 9.79.2.3. Задание нагрузкиНовая страница мастера Нагрузки служит для сбора информации о нагрузке, действующей на деталь. Для начала задания нагрузки нажмите кнопку Добавьте силу(сосредоточенная нагрузка) или Добавьте давление (распределенная нагрузка).Давайте в качестве нагрузки зададим силу с обратной стороны хомута.