PDF《SolidWorks Simulation Xpress 使用详解》

SolidWorks Simulation Xpress 使用详解 Simulation Xpress 介绍 SolidWorks SimulationXpress 为SolidWorks 用户提供了一个容 易使用的初步应力分析工具.

SimulationXpress 通过在计算机上测试 您的设计而取代昂贵并费时的实地测试可帮助您降低成本及上市时 间. SimulationXpress 使用的仿真技术与 SolidWorks Simulation 用来 进行应力分析的技术相同.SolidWorks Simulation 的产品系列可提供 更多的高级仿真功能.SimulationXpress 的向导界面采用了所有 Simulation 界面的内容,可一步步指导您指定夹具、载荷、材料,进 行分析和查看结果. 结果的准确度取决于夹具、载荷和材料属性.要使结果有效,指 定的材料属性必须准确描述零件材料, 夹具与载荷也必须准确描述零 件的工作条件. SimulationXpress 支持对单实体的分析.但它不支持装配体、多 实体零件或曲面实体. 例如我们需要分析如下装配体,则需要转换为零件问题再进行分 析;

SolidWorks Simulation Xpress 分析的假设 SolidWorks Simulation Xpress 为线性静态分析,可以作线性假设、 弹性假设和静态假设,具体假设情况如下: 所引发的反应与所应用的载荷成正比.例如,如果您将载荷的量 加倍, 模型的反应 (位移、 应变及应力) 将加倍. 如果以下条件满足, 您可以作线性假设;

如果载荷被消除,零件将返回到其原有形状 (无永久变形),为弹 性假设;

载荷被缓慢且逐渐应用,直到它们达到其完全量.突然添加的载 荷会引起额外的位移、应变及应力,为静态假设;

开始一个分析 如下图所示,如果我们需要分析下图中 臂 的受力情况,则我们需 要将此零件边界条件假设出来,因为我们无法在装配体情况下使用 Xpress 进行分析;

我们使用 评估 选项卡中 Simulation Xpress 分析向导 按钮来加 载Simulation Xpress功能,如下图所示:在此,您可以简单看下Simulation Xpress 介绍内容,当然也可以看下在线培训内容(英文);

此例中,我们可以将模型边界条件分解如下: 单位设置 SolidWorks Simulation Xpress 单位设置如下图,使我们可以在设计 模型时不用考虑单位的设置,在分析时单独调整即可,如下图:当然,我 们也可以调整结果文件的位置及在结果中显示模型最大值和最小值 注解;

设置好之后,我们可以单击 下一步 继续操作;

应用夹具 夹具可让您定义固定约束.每个约束可以包含多个面.受约束的 面在所有方向都受到约束.您必须至少约束零件的一个面,以防由于 刚性实体运动而导致分析失败. 如要应用夹具,可在下图中点击 添加夹具 功能,选择我们要固定 的面即可;

当然,SolidWorks 还提供了简单动画示意图来帮助大家理解 夹具;

要添加或编辑夹具, 单击添加夹具或编辑现有夹具. 要删除夹具, 在算例树中右键单击该夹具,然后选择删除.要更改夹具的名称,在 算例树中单击-暂停-单击该夹具名称,然后键入新名称.您也可以通 过右键单击 SimulationXpress 算例树中的某个夹具, 然后选择编辑定 义来编辑这个夹具. 施加载荷 我们可以在 Simulation Xpress 中应用多个力至单个或多个面,如 下图;

单击添加力, 在图形区域中,选择所需的面, 正交,将在垂直 于每个所选面的方向应用力.选定方向,将在每个面的垂直方向应用 指定的力值.输入力值大小,如方向相反,可选择 反向 来进行反转;

如需要施加压力,则点击 添加压力 即可,其他均相同设置方式;

指定材料 零件的受力情况取决于指派给该零件的材料.Simulation Xpress 必须知道零件材料的弹性属性. 您通过从材料库选择一种材料而给零 件指派材料. SolidWorks 中的材料有两组属性, 即视觉和物理 (机械) . Simulation Xpress 使用 SolidWorks 材料库中定义的材料物理属性. 材料可以是各向同性、正交各向异性或各向异性.Simulation Xpress 只支持各向同性材料. 若要应用材料,可根据下图,点选 选择材料 ,材料对话框弹出,选 定材料后,应用,确定即可;

当然,若在零件设计时选定了材料,则Simulation Xpress 则会根据 材料继承,此处可无需设置;

当材料设置完成后,材料的相关信息会显示在窗格中;

运行分析 SimulationXpress 会先准备供分析的模型,然后计算位移、应变 和应力. 当然,我们可以点选 更改设定 更改相关参数,例如网格设定;

相 关网格信息,后续再讨论;

接下来,我们可以点选 运行模拟 来进行分析计算;

结果说明 很快的运行分析后,我们会得到结果趋势简单动画,Simulation Xpress 将会提示 零件按您所预期而变形了吗? ,如果得到的预期正确, 则可以单击 是,继续 来进行具体观察;

我们可以分别显示应力图解及位移图解,分别如下图: 当然,也可以通过 播放动画 来模拟变形情况;

安全系数图解 要查看安全系数小于指定数值的模型区域,在框中键入该数值, 然后单击显示安全系数 (FOS) 小于指定值的位置.SimulationXpress 会以红色显示安全系数小于指定数值的模型区域(非安全区域) ,以 蓝色显示安全系数大于指定数值的区域(安全区域) . 输出和报告 在您完成查看结果时,您可生成算例的 Microsoft Word 报表. 单击 查阅结果完毕 ,可使用 生成报表 生成 Word 格式报告;

当然,我 们也可以生成 eDrawing 文件来将文件嵌入 Word 中,使报告更加生 动;

(关于如何嵌入,后续讨论) 优化设计 此时,分析全部完成,但是,我们还能继续点选 下一步 ,此时弹出 您想 优化您的模型吗? ,如选择 是 ,则我们可以跟随向导进行模型设计的 优化环节;

以在满足特定准则的同时为一个模型尺寸查找优化值.例如, 您可查找零件的优化长度, 使von Mises 应力不超过所指定的值, 此部分,我们在以后讨论;

总结 对于很多同学来说,分析是一个非常难的概念,可是,对于咱们仅 使用 SW 来画图的同学来说,Simulation Xpress 无疑是一个简单而又容 易使用的小工具,它可以大概模拟下零件的受力情况,可以给我们一个 趋势使我们能够大概了解零件的安全状况,不至于对设计的零件只使 用拍脑门来进行安全性评估;

文章先写到中里,后续会继续更新;

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