Прочностные расчеты в SolidWorks.

[Val]

В этой теме потихоньку расскажу, как с помощью SW делать прочностной анализа спроектированных деталей или сборок.

Это умение немаловажно, так как сделать 3D модель или грамотный двухмерный чертеж сейчас можно во многих приложениях...

 

Сначала немного теории…

 

Зачем это нужно:

- узнать, выдержит ли спроектированная деталь заданные нагрузки

- узнать, каким образом будет деформироваться деталь при приложении указанных нагрузок

 

Т.е. зная сопромат по минимуму, воспользоваться им…

Конечно, совсем уж ничего не знать из сопромата и рассчитать правильно прочность детали не получится… Увы…

 

А так все просто – в процессе анализа напряжений или статического анализа, имея заданный материал, выставив ограничения и нагрузки, можно рассчитать напряжения, перемещения и нагрузки в детали.

 

Чтобы все рассчитать в SW необходимы три вещи:

1. знать механические свойства материала

2. знать нагрузки на деталь

3. определить ограничения распространению нагрузок

 

Вот полный список функциональных возможностей SW при прочностных расчетах:

- Анализ детали

- Анализ сборки

- Анализ тонкостенных деталей, деталей из листового металла и поверхностей с помощью элементов оболочки

- Анализ напряжения

- Анализ деформации и перемещения

- Анализ термического напряжения

- Частотный анализ и анализ продольного изгиба

- Анализ теплообмена

- Анализ испытания на ударную нагрузку

- Нелинейный анализ

- Анализ усталости

- Возможность обновлений с целью оптимизации

- Анализ контактов в сборках с трением

- Соединители (шпилька, жесткий, пружина, поддержка упругости)

- Контакты и трение с большим перемещением

- Посадка с натягом или горячая посадка

- Сопротивление термического контакта

- Изотропные материалы (материалы с одинаковыми физическими свойствами среды по всем направлениям)

- Ортотропные материалы (материалы с ориентированной структурой)

- Температурно-зависимые свойства материала

- Кривые усталости

- Нелинейные материалы

- Равномерность давления и силы, прилагаемых к граням

- Направленные и неравномерные давление и сила

- Приложение силы к кромкам и вершинам

- Нагрузки на тело: гравитационные и центробежные

- Специальные нагрузки: скручивающие, дистанционные и опорные

- Условия теплообмена: температура, конвекция, излучение, тепловая мощность и тепловой поток

- Фиксированные ограничения на гранях

- Фиксированные ограничения на кромках и вершинах

- Направленные ограничения

- Дистанционные ограничения

- Напряжение, эквивалентное напряжениям по контуру

- Эпюра деформаций

- Расчет запаса прочности и построение эпюры

- Эпюры продольных усилий

- Эпюры перемещений

- Эпюры результатов для элемента

- Резонансные частоты

- Эпюры резонансных форм колебаний

- Эпюры форм потери устойчивости

- Эпюра результатов для сил реакции

- Эпюры результатов распределения температур, градиентов температур и теплового потока

- Эпюры усталости

- Графики результатов

- Создание отчетов в формате HTML

- Анимация и сохранение в формате AVI

- Сохранение результатов анализа в формате Bitmap, JPEG, VRML и XGL

- Редактирование библиотеки материалов

 

P.S. Мог что-то упустить...

P.P.S. Все это возможно при наличие интегрированного в интерфейс SW приложения COSMOSWorks.

скрыть

");document.close();

Как все делать планирую рассказать в несколько заходов:

- начало работы

- задание материала

- задание ограничений

- задание нагрузки

- выполнение расчета

- анализ результатов

 

Расчеты буду рассматривать на примере пары разных лонжеронов.

 

P.S. Из собственного опыта могу сказать, что деталь может различаться по весу (а это в нашем деле самое важное), при одинаковой прочности, до 70% (при расчете этой детали в SW и подобранной эмпирическим путем)

[Val]

Итак, начинаем...

 

Вычисление буду проводить на лонжероне 5*5*500 из пластика ABC (для наглядности).

 

Второй лонжерон будет у нас сечением 3*5*500 из пластика ABC (для наглядности).

К нему я вернусь в конце повествования – при анализе результатов…

 

Первым делом добавляем в панель управлении (ПУ в дальнейшем) CosmosWorks.

Делается это в такой последовательности:

Главное меню -> Инструменты -> Добавления -> напротив пункта CosmosWorks ставим галочку -> жмем ОК.

 

В ПУ появится две дополнительные панели.

 

Панель «Нагрузки»

 

Панель «Инструменты результатов»

 

Теперь начинаем работать (подразумевается, что деталь или сборка уже загружена в программу).

Первым делом зададим исходные данные для расчетов.

В CosmosWorks каждый расчет выполняется в виде Упражнения, хотя на мой взгляд логичнее было бы локализовать как Расчет.

 

В главном меню выбираем CosmosWorks -> Упражнение.

В панели слева (менеджер CosmosWorks) появятся новые пункты (элементы) дерева анализа для заданий параметров прочностного анализа детали или сборки: материал, нагрузки, ограничения, и т.д.

Эти данные до выполнения самого анализа можно заполнять в произвольном порядке.

 

Начнем с выбора материала.

В менеджере выберем элемент Сила 10, нажимаем правую кнопку мыши и в появившемся меню выбираем пункт «Применить материал ко всем…»

 

Откроется диалоговое окно Материал.

В этом окне можно выбирать материалы, имеющиеся в базе как SolidWorks так и CosmocWorks.

Можно задать какой-то свой материал и выбрать его в качестве материала детали.

В нашем случае это библиотека SolidWorks, материал – пластик АВС.

Выбираем, нажимаем ОК.

 

В дереве менеджера на пункте Твердотельные появится значок (галочка), говорящий о том, что для расчетов материал задан.

[Val]

Не только продолжение а и вся статья целиком опубликована в журнале "От винта", №1(5) 2009

Пришлось срочно заполнять раздел журнала статьей в самый последний момент...

 

Так что здесь продолжения не будет - скачивайте журнал и читайте...