SolidWorks Simulation Instructor Guide.book

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1 工 程 设 计 和 技 术 系 列 使 用 SolidWorks Simulation 进 行 应 力 分 析 的 简 介, 教 员 指 南 Dassault Systèmes SolidWorks Corporation 300 Baker Avenue Concord, Massachusetts USA 电 话 : 美 国 之 外 的 地 区 : 传 真 : 电 子 邮 件 网 址 :

2 , Dassault Systèmes SolidWorks Corporation, a Dassault Systèmes S.A. company, 300 Baker Avenue, Concord, Mass USA 保 留 所 有 权 利 本 文 档 中 提 及 的 信 息 和 本 软 件 如 有 变 更, 恕 不 另 行 通 知, Dassault Systèmes SolidWorks Corporation (DS SolidWorks) 对 此 不 承 担 任 何 义 务 未 经 DS SolidWorks 明 确 书 面 许 可, 不 得 出 于 任 何 目 的, 以 任 何 形 式 或 手 段 ( 电 子 或 机 械 ) 复 制 或 传 播 任 何 材 料 本 文 档 中 提 及 的 本 软 件 是 通 过 颁 发 许 可 证 的 形 式 提 供 的, 使 用 或 复 制 本 软 件 都 应 遵 循 本 许 可 中 的 条 款 许 可 协 议 中 规 定 了 DS SolidWorks 为 本 软 件 和 文 档 提 供 的 所 有 担 保, 本 文 档 或 其 内 容 的 任 何 声 明 或 暗 示 均 不 得 被 理 解 为 或 视 为 对 许 可 协 议 中 任 何 条 款 ( 包 括 担 保 ) 做 出 的 修 改 或 更 正 专 利 通 告 SolidWorks 3D 机 械 CAD 软 件 受 美 国 专 利 5,815,154 6,219,049 6,219,055 6,611,725 6,844,877 6,898,560 6,906,712 7,079,990 7,477,262 7,558,705 7,571,079 7,590,497 7,643,027 7,672,822 7,688,318 7,694,238 7,853,940 和 外 国 专 利 ( 如 EP 1,116,190 和 JP 3,517,643) 的 保 护 edrawings 软 件 受 美 国 专 利 7,184,044 7,502,027 及 加 拿 大 专 利 2,318,706 的 保 护 某 些 美 国 和 国 外 专 利 正 在 申 请 中 SolidWorks 产 品 和 服 务 的 商 标 及 产 品 名 称 SolidWorks 3D PartStream.NET 3D ContentCentral edrawings 和 edrawings 徽 标 是 DS SolidWorks 的 注 册 商 标,FeatureManager 是 DS SolidWorks 的 共 有 注 册 商 标 CircuitWorks Feature Palette FloXpress PhotoWorks TolAnalyst 和 XchangeWorks 是 DS SolidWorks 的 商 标 FeatureWorks 是 Geometric Software Solutions Ltd. 的 注 册 商 标 SolidWorks 2011 SolidWorks Enterprise PDM SolidWorks Simulation SolidWorks Flow Simulation 和 edrawings Professional 是 DS SolidWorks 的 产 品 名 称 其 他 品 牌 或 产 品 名 称 是 其 各 自 所 有 者 的 商 标 或 注 册 商 标 文 档 编 号 :PME0219-CHS 商 用 计 算 机 软 件 - 所 有 权 美 国 政 府 有 限 权 利 政 府 的 使 用 复 制 或 泄 露 行 为 受 FAR ( 商 用 计 算 机 软 件 - 有 限 权 利 ) DFARS ( 商 用 计 算 机 软 件 和 商 用 计 算 机 软 件 文 档 ) 以 及 许 可 协 议 中 的 相 应 限 制 条 款 的 约 束 承 包 商 / 制 造 商 : Dassault Systèmes SolidWorks Corporation, 300 Baker Avenue, Concord, Massachusetts USA SolidWorks Standard Premium Professional 和 Education 产 品 的 版 权 通 告 本 软 件 的 某 些 部 分 属 于 Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. 所 有 保 留 所 有 权 利 本 软 件 的 某 些 部 分 属 于 Siemens Industry Software Limited 所 有 保 留 所 有 权 利 本 软 件 的 某 些 部 分 属 于 Geometric Ltd. 所 有 本 软 件 的 某 些 部 分 属 于 Microsoft Corporation 所 有 保 留 所 有 权 利 本 软 件 的 部 分 集 成 了 PhysX by NVIDIA 本 软 件 的 某 些 部 分 属 于 Luxology, Inc. 所 有 保 留 所 有 权 利, 专 利 正 在 申 请 中 本 软 件 的 某 些 部 分 属 于 DriveWorks Ltd. 所 有 版 权 所 有 Adobe Systems Inc. 及 其 许 可 证 颁 发 机 构 保 留 所 有 权 利 受 美 国 专 利 5,929,866 5,943,063 6,289,364 6,563,502 6,639,593 6,754,382 保 护 ; 专 利 正 在 申 请 中 Adobe Adobe 徽 标 Acrobat Adobe PDF 徽 标 Distiller 和 Reader 是 Adobe Systems Inc. 在 美 国 和 其 他 国 家 或 地 区 的 注 册 商 标 或 商 标 有 关 版 权 的 详 细 信 息, 请 参 见 帮 助 > 关 于 SolidWorks SolidWorks Simulation 产 品 版 权 通 告 本 软 件 的 某 些 部 分 属 于 2008 Solversoft Corporation 所 有 PCGLSS Computational Applications and System Integration, Inc. 保 留 所 有 权 利 Enterprise PDM 产 品 版 权 通 告 Outside In Viewer Technology, 版 权 所 有 , Oracle 版 权 所 有 , Oracle 保 留 所 有 权 利 本 软 件 的 某 些 部 分 属 于 Microsoft Corporation 所 有 保 留 所 有 权 利 edrawings 产 品 版 权 通 告 本 软 件 的 某 些 部 分 属 于 Tech Soft 3D 所 有 本 软 件 的 某 些 部 分 属 于 Jean-Loup Gailly and Mark Adler 所 有 本 软 件 的 某 些 部 分 属 于 Dconnexion 所 有 本 软 件 的 某 些 部 分 属 于 Open Design Alliance 所 有 保 留 所 有 权 利 本 软 件 的 某 些 部 分 属 于 Spatial Corporation 所 有 本 软 件 基 于 Independent JPEG Group 的 部 分 工 作

3 i 简 介 教 员 须 知 本 文 档 将 向 SolidWorks 用 户 介 绍 SolidWorks Simulation 软 件 包 本 课 程 的 具 体 目 标 包 括 : 1 介 绍 静 态 结 构 分 析 的 基 本 概 念 及 其 优 点 2 展 示 执 行 这 些 分 析 的 易 用 性 及 基 本 流 程 3 介 绍 静 态 分 析 的 基 本 规 则 以 及 如 何 获 得 可 靠 准 确 的 结 果 本 文 档 的 结 构 与 SolidWorks 教 员 指 南 中 的 课 程 相 似 此 课 内 容 在 SolidWorks Simulation 学 员 手 册 中 有 对 应 的 部 分 注 意 : 此 课 程 的 内 容 并 不 会 涵 盖 SolidWorks Simulation 的 所 有 功 能 它 旨 在 介 绍 执 行 线 性 静 态 分 析 的 基 本 概 念 和 规 则 并 展 示 这 些 分 析 的 易 用 性 和 基 本 流 程 Education Edition 课 程 与 课 件 DVD 本 课 程 配 有 一 张 Education Edition 课 程 与 课 件 DVD 系 统 会 在 安 装 DVD 后 创 建 一 个 名 为 SolidWorks Curriculum_and_Courseware_ 2010 的 文 件 夹 此 文 件 夹 中 包 含 此 课 程 和 其 他 课 程 的 相 关 目 录 学 员 用 课 程 材 料 也 可 从 SolidWorks 网 站 下 载 获 得 您 可 以 单 击 任 务 窗 格 中 的 SolidWorks 资 源 选 项 卡, 然 后 选 择 学 员 课 程 双 击 您 要 下 载 的 课 程 在 按 住 Ctrl 键 的 同 时 选 择 课 程 以 下 载 ZIP 文 件 Lessons 文 件 中 包 含 完 成 课 程 所 需 的 相 关 内 容 学 员 指 南 中 提 供 了 课 程 的 PDF 文 件 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 1

4 简 介 教 员 用 课 程 材 料 也 可 从 SolidWorks 网 站 中 下 载 获 得 您 可 以 单 击 任 务 窗 格 中 的 SolidWorks 资 源 选 项 卡, 然 后 选 择 教 员 课 程 您 随 即 会 转 至 如 下 所 示 的 Educator Resources( 教 学 资 源 ) 页 面 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 2

5 简 介 SolidWorks Simulation 产 品 线 虽 然 此 课 程 会 集 中 介 绍 如 何 使 用 SolidWorks Simulation 来 进 行 弹 性 体 的 静 态 线 性 模 拟, 但 整 条 产 品 线 将 涵 盖 多 个 不 同 的 分 析 领 域 下 面 列 出 了 SolidWorks Simulation 软 件 包 和 模 块 所 提 供 的 全 部 内 容 静 态 算 例 所 提 供 的 工 具, 可 用 于 分 析 零 件 和 装 配 体 在 承 受 静 态 载 荷 时 的 线 性 应 力 需 要 使 用 此 类 算 例 回 答 的 典 型 问 题 包 括 : 零 件 在 正 常 工 作 载 荷 下 会 否 断 裂? 模 型 的 设 计 是 否 超 出 负 荷? 能 否 通 过 修 改 设 计 来 提 高 其 安 全 系 数? 扭 曲 算 例 可 用 于 分 析 薄 壁 零 件 在 加 压 情 况 下 的 性 能 需 要 使 用 此 类 算 例 回 答 的 典 型 问 题 包 括 : 强 度 足 以 应 付 屈 服 应 力 的 容 器 脚, 能 否 在 丧 失 稳 定 性 的 情 况 下 也 不 会 垮 塌? 能 否 通 过 修 改 设 计 来 确 保 装 配 体 中 薄 壁 零 部 件 的 稳 定 性? 频 率 算 例 所 提 供 的 工 具, 可 用 于 分 析 自 然 模 式 和 自 然 频 率 这 对 于 同 时 以 静 态 和 动 态 方 式 载 荷 的 设 计 或 许 多 零 部 件 都 十 分 重 要 需 要 使 用 此 类 算 例 回 答 的 典 型 问 题 包 括 : 零 件 在 正 常 工 作 载 荷 下 会 否 共 振? 零 部 件 的 频 率 特 性 是 否 适 合 给 定 的 应 用? 能 否 通 过 修 改 设 计 来 提 高 其 频 率 特 性? 热 算 例 所 提 供 的 工 具, 可 用 于 分 析 通 过 传 导 对 流 及 辐 射 所 产 生 的 热 传 递 情 况 需 要 使 用 此 类 算 例 回 答 的 典 型 问 题 包 括 : 温 度 的 改 变 会 否 对 模 型 产 生 影 响? 模 型 在 温 度 不 稳 定 的 环 境 中 如 何 运 作? 模 型 经 过 多 长 时 间 就 会 降 温 或 过 热? 温 度 的 改 变 是 否 会 使 模 型 的 体 积 膨 胀? 由 温 度 改 变 所 产 生 的 应 力 是 否 会 使 产 品 失 败 ( 回 答 此 问 题 需 结 合 使 用 静 态 算 例 和 热 算 例 )? 掉 落 测 试 算 例 可 用 于 分 析 运 动 中 的 零 件 和 撞 击 到 障 碍 物 的 装 配 体 所 受 到 的 应 力 需 要 使 用 此 类 算 例 回 答 的 典 型 问 题 包 括 : 如 果 产 品 在 运 输 途 中 处 理 不 当 或 发 生 掉 落, 情 况 将 会 怎 样? 产 品 在 掉 落 到 硬 木 地 板 地 毯 或 水 泥 地 时 会 出 现 什 么 情 况? SolidWorks Simulation 教 员 指 南 3

6 简 介 优 化 算 例 可 通 过 选 择 一 系 列 标 准 ( 如 最 大 应 力 重 量 最 佳 频 率 等 ), 改 善 ( 优 化 ) 您 的 原 始 设 计 需 要 使 用 此 类 算 例 回 答 的 典 型 问 题 包 括 : 能 否 在 满 足 设 计 意 图 的 同 时 改 变 模 型 的 形 状? 能 否 在 保 证 性 能 和 强 度 的 前 提 下 设 计 出 更 为 轻 盈 小 巧 及 经 济 的 产 品? 疲 劳 算 例 可 分 析 零 件 和 装 配 体 在 长 时 间 重 复 载 荷 时 的 韧 度 需 要 使 用 此 类 算 例 回 答 的 典 型 问 题 包 括 : 能 否 准 确 估 算 产 品 的 使 用 寿 命? 修 改 目 前 的 设 计 是 否 有 助 延 长 产 品 寿 命? 在 承 受 长 时 间 不 稳 定 的 力 载 荷 或 温 度 载 荷 时, 产 品 是 否 安 全? 重 新 设 计 模 型 是 否 有 助 降 低 由 不 稳 定 的 力 或 温 度 所 造 成 的 损 害? 非 线 性 算 例 所 提 供 的 工 具, 可 用 于 分 析 零 件 和 装 配 体 在 剧 烈 载 荷 或 严 重 变 形 时 所 受 到 的 应 力 需 要 使 用 此 类 算 例 回 答 的 典 型 问 题 包 括 : 用 橡 胶 ( 如 O 形 环 ) 或 泡 沫 材 料 制 成 的 零 件 能 否 在 承 受 给 定 载 荷 的 情 况 下 保 持 良 好 的 性 能? 模 型 在 正 常 工 作 条 件 下 是 否 会 过 度 折 弯? 动 态 算 例 可 分 析 载 荷 作 用 力 会 随 时 间 改 变 的 物 体 典 型 例 子 包 括 车 辆 零 部 件 的 突 加 载 荷 涡 轮 上 的 摆 动 载 荷 航 天 器 零 部 件 上 的 无 规 则 载 荷 等 线 性 ( 轻 微 结 构 变 形 基 本 材 料 模 型 ) 和 非 线 性 ( 严 重 结 构 变 形 剧 烈 载 荷 和 高 级 材 料 ) 均 有 提 供 需 要 使 用 此 类 算 例 回 答 的 典 型 问 题 包 括 : 当 车 辆 开 过 路 面 大 坑 时, 其 中 承 受 突 加 载 荷 的 零 部 件 的 设 计 能 否 确 保 其 安 全 性? 它 在 此 类 情 况 下 会 发 生 多 大 程 度 的 变 形? 运 动 模 拟 可 以 帮 助 用 户 分 析 机 构 的 运 动 和 动 力 行 为 接 榫 和 惯 性 力 随 后 会 传 送 到 SolidWorks Simulation 算 例 中 以 继 续 应 力 分 析 需 要 使 用 此 模 量 回 答 的 典 型 问 题 包 括 : 在 设 计 中 应 使 用 多 大 的 马 达 或 制 动 器? 在 连 杆 机 构 设 计 中, 齿 轮 或 锁 扣 机 构 是 否 是 最 理 想 的? 机 构 零 部 件 的 位 移 速 度 和 加 速 度 分 别 是 多 少? 机 构 是 否 有 效? 能 否 提 高 效 果? 复 合 模 量 可 让 用 户 模 拟 由 分 层 复 合 材 料 制 成 的 模 型 需 要 使 用 此 模 量 回 答 的 典 型 问 题 包 括 : 复 合 模 型 在 给 定 载 荷 下 是 否 失 败? 使 用 复 合 材 料 能 否 在 保 证 强 度 和 安 全 的 前 提 下 制 造 出 更 轻 的 模 型? 分 层 符 合 材 料 的 各 层 可 以 分 开 吗? SolidWorks Simulation 教 员 指 南 4

7 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 1 本 课 程 的 目 标 介 绍 设 计 分 析 这 一 工 具, 如 何 在 使 用 SolidWorks 进 行 三 维 建 模 的 过 程 中 起 到 重 要 辅 助 作 用 完 成 学 习 后, 学 员 便 可 理 解 设 计 分 析 的 基 本 概 念 以 及 SolidWorks Simulation 如 何 运 用 这 些 概 念 而 且, 学 员 还 会 体 验 到 分 析 过 程 如 何 缩 短 传 统 的 高 成 本 设 计 周 期, 从 而 节 省 时 间 和 资 金 通 过 主 动 式 练 习 学 习 法 介 绍 设 计 分 析 本 课 程 采 用 的 的 主 动 式 练 习 学 习 法 通 过 让 学 员 按 一 定 步 骤 完 成 分 析, 从 而 突 破 传 统 的 学 习 模 式 在 这 种 理 念 下, 具 体 步 骤 中 仅 包 含 少 量 的 描 述 性 文 字 介 绍 网 格 化 模 型 的 概 念 生 成 的 网 格 取 决 于 活 动 网 格 首 选 项 这 些 选 项 将 不 在 此 课 程 中 说 明 课 程 简 要 介 绍 设 置 网 格 选 项, 以 使 所 有 学 员 获 得 类 似 的 网 格 以 及 最 终 类 似 的 结 果 这 些 选 项 的 描 述 可 通 过 单 击 在 其 中 指 定 这 些 选 项 的 PropertyManager 中 的 帮 助 按 钮 来 获 得 分 析 结 果 可 能 根 据 SolidWorks 和 SolidWorks Simulation 版 本 / 内 部 版 本 的 不 同 而 稍 有 不 同 蜘 蛛 腿 中 心 轴 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 1-1

8 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 大 纲 课 堂 讨 论 主 动 式 练 习 学 习 法 执 行 静 态 分 析 打 开 spider.sldasm 文 档 检 查 SolidWorks Simulation 菜 单 切 换 到 SolidWorks Simulation 管 理 器 设 置 分 析 单 位 步 骤 1: 生 成 静 态 算 例 步 骤 2: 分 配 材 料 步 骤 3: 应 用 夹 具 步 骤 4: 应 用 载 荷 步 骤 5: 网 格 化 装 配 体 步 骤 6: 运 行 分 析 步 骤 7: 生 成 可 视 化 结 果 生 成 可 视 化 von Mises 应 力 动 画 播 放 图 解 生 成 可 视 化 合 位 移 设 计 是 否 安 全? 安 全 度 有 多 高? 生 成 算 例 报 告 保 存 您 的 工 作, 然 后 退 出 SolidWorks 5 分 钟 评 估 课 堂 讨 论 更 改 材 料 分 配 进 一 步 探 讨 修 改 几 何 体 练 习 和 项 目 ( 由 于 端 面 压 力 而 产 生 的 ) 钢 梁 挠 度 课 程 摘 要 1-2 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

9 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 课 堂 讨 论 回 答 要 求 学 员 指 出 他 们 周 围 的 事 物, 并 指 出 有 哪 些 载 荷 和 夹 具 例 如, 可 要 求 学 员 估 算 所 坐 椅 子 四 条 腿 所 承 受 的 应 力 应 力 是 每 单 位 面 积 的 力, 或 力 除 以 面 积 得 到 的 值 椅 腿 支 持 着 学 员 的 体 重 加 椅 子 本 身 的 重 量 椅 子 的 设 计 和 学 员 的 坐 姿 共 同 决 定 了 每 条 椅 腿 分 担 的 载 荷 平 均 应 力 是 由 学 员 的 体 重 加 椅 子 本 身 的 重 量 除 以 椅 子 腿 的 面 积 而 得 到 的 进 一 步 探 讨 本 部 分 的 目 的 是 鼓 励 学 员 思 考 应 力 分 析 的 应 用 可 要 求 学 员 估 算 自 己 在 站 立 时 脚 上 承 受 的 应 力 各 个 点 上 的 应 力 都 相 等 吗? 如 果 学 员 前 倾 后 仰 或 向 侧 面 倾 斜, 会 出 现 什 么 情 况? 膝 关 节 和 踝 关 节 上 的 应 力 又 是 多 少? 所 有 这 些 信 息 对 设 计 人 造 关 节 有 帮 助 吗? 回 答 应 力 是 每 单 位 面 积 的 力, 或 力 除 以 面 积 得 到 的 值 力 是 学 员 的 体 重 支 持 学 员 体 重 的 面 积 是 接 触 鞋 的 脚 面 积 鞋 将 传 递 载 荷, 然 后 转 到 地 面 来 自 地 面 的 反 作 用 力 等 于 学 员 体 重 在 笔 直 站 立 时, 每 只 脚 大 致 承 受 一 半 的 体 重 走 路 时, 其 中 一 只 脚 会 承 受 全 部 体 重 学 员 可 以 感 觉 到 应 力 ( 压 力 ) 在 某 些 点 会 更 大 些 例 如, 学 员 在 笔 直 站 立 时 可 以 运 动 脚 趾, 这 就 表 明 脚 趾 上 没 有 应 力 或 承 受 较 少 应 力 但 随 着 学 员 前 倾, 更 多 的 应 力 会 转 移 到 脚 趾 上, 于 是 脚 根 所 承 受 的 应 力 也 相 应 减 少 平 均 应 力 是 由 体 重 除 以 与 鞋 接 触 的 脚 面 积 而 得 到 的 如 果 知 道 承 重 的 面 积, 我 们 就 可 以 估 算 膝 关 节 和 踝 关 节 上 的 应 力 要 获 得 更 具 体 的 结 果, 我 们 需 要 执 行 应 力 分 析 如 果 可 以 用 适 当 的 维 度 在 SolidWorks 中 生 成 膝 关 节 和 踝 关 节 装 配 体, 并 且 知 道 各 个 零 件 的 弹 性 属 性, 我 们 就 可 以 通 过 静 态 分 析 了 解 到 不 同 支 持 和 载 荷 情 况 下 每 个 关 节 点 的 应 力 这 些 结 果 可 帮 助 我 们 改 进 设 计, 制 造 出 更 好 的 人 造 关 节 替 代 品 学 员 可 能 会 问,SolidWorks Simulation 可 以 建 造 骨 骼 模 型 吗? 当 然 可 以,SolidWorks Simulation 用 户 已 经 解 决 了 这 种 问 题, 并 已 用 于 设 计 人 造 关 节 替 代 品 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 1-3

10 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 主 动 式 练 习 学 习 法 执 行 静 态 分 析 使 用 SolidWorks Simulation 可 以 在 Spider.SLDASM 装 配 体 ( 如 右 侧 所 示 ) 上 执 行 静 态 分 析 详 细 步 骤 说 明 如 下 所 示 创 建 SimulationTemp 目 录 我 们 建 议 将 SolidWorks Simulation Education Examples 保 存 到 保 存 原 始 副 本 的 临 时 目 录 中, 以 便 重 复 利 用 1 在 SolidWorks Simulation 安 装 目 录 的 Examples 文 件 夹 中 创 建 一 个 名 为 SimulationTemp 的 临 时 目 录 2 将 SolidWorks Simulation Education Examples 目 录 复 制 到 SimulationTemp 目 录 中 打 开 Spider.SLDASM 文 档 1 单 击 常 用 工 具 栏 上 的 打 开 此 时 将 显 示 打 开 对 话 框 2 导 航 到 SolidWorks Simulation 安 装 目 录 的 SimulationTemp 文 件 夹 3 选 择 Spider.SLDASM 4 单 击 打 开 1-4 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

11 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 此 时 将 打 开 spider.sldasm 装 配 体 蜘 蛛 型 装 配 体 具 有 三 个 零 部 件 : 轴 中 心 和 蜘 蛛 腿 下 面 的 分 解 图 显 示 了 装 配 体 的 各 零 部 件 蜘 蛛 腿 轴 中 心 检 查 SolidWorks Simulation 菜 单 如 果 正 确 安 装 了 SolidWorks Simulation,SolidWorks Simulation 菜 单 会 显 示 在 SolidWorks 菜 单 栏 中 否 则 : 1 单 击 工 具 插 件 此 时 将 显 示 插 件 对 话 框 设 置 分 析 单 位 2 选 中 SolidWorks Simulation 旁 边 的 复 选 框 如 果 列 表 中 没 有 SolidWorks Simulation, 则 需 要 安 装 SolidWorks Simulation 3 单 击 确 定 Simulation 菜 单 会 显 示 在 SolidWorks 菜 单 栏 中 在 开 始 此 课 程 之 前, 我 们 将 设 置 一 些 分 析 单 位 1 在 SolidWorks 菜 单 栏 上, 单 击 Simulation 选 项 2 单 击 默 认 选 项 选 项 卡 3 在 单 位 系 统 下, 选 择 SI (MKS) 4 分 别 在 长 度 / 位 移 和 压 力 / 应 力 字 段 中 选 择 mm 和 N/mm^2(MPa) 5 单 击 确 定 SolidWorks Simulation 菜 单 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 1-5

12 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 步 骤 1: 生 成 算 例 执 行 分 析 的 第 一 步 是 生 成 算 例 1 单 击 屏 幕 顶 部 的 SolidWorks 主 菜 单 中 的 Simulation 算 例 此 时 会 显 示 算 例 PropertyManager 2 在 名 称 下, 键 入 我 的 第 一 个 算 例 3 在 类 型 下, 选 择 静 态 4 单 击 确 定 SolidWorks Simulation 会 在 FeatureManager 设 计 树 的 下 方 创 建 一 个 Simulation 算 例 步 骤 2: 分 配 材 料 窗 口 底 部 还 会 创 建 一 个 新 选 项 卡, 以 便 您 在 模 型 和 多 个 算 例 之 间 导 航 所 有 装 配 体 零 部 件 都 是 由 合 金 钢 制 成 的 将 合 金 钢 分 配 给 所 有 部 件 1 在 SolidWorks Simulation 管 理 器 树 中, 右 键 单 击 零 件 文 件 夹, 然 后 单 击 应 用 材 料 到 所 有 此 时 将 显 示 材 料 对 话 框 2 执 行 以 下 操 作 : a) 展 开 SolidWorks 材 料 库 文 件 夹 b) 展 开 钢 类 别 c) 选 择 合 金 钢 注 意 : 合 金 钢 的 机 械 和 物 理 属 性 显 示 在 右 侧 的 表 中 3 单 击 应 用 4 关 闭 材 料 窗 口 这 样 就 将 合 金 钢 分 配 给 了 所 有 零 部 件, 且 每 个 零 部 件 的 图 标 上 都 会 显 示 一 个 复 选 标 记 注 意, 分 配 的 材 料 名 称 将 显 示 在 零 部 件 名 称 旁 边 1-6 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

13 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 步 骤 3: 应 用 夹 具 我 们 将 固 定 三 个 孔 1 使 用 箭 头 键 可 以 旋 转 装 配 体, 如 图 所 示 2 在 Simulation 算 例 树 中, 右 键 单 击 夹 具 文 件 夹, 然 后 单 击 固 定 几 何 体 此 时 会 显 示 夹 具 PropertyManager 3 确 保 将 类 型 设 置 为 固 定 几 何 体 4 在 图 形 区 域, 单 击 三 个 孔 的 面, 如 下 图 所 示 面 <1> 面 <2> 和 面 <3> 会 显 示 在 夹 具 的 面 边 线 顶 点 框 中 5 单 击 固 定 夹 具 随 即 应 用, 其 符 号 会 显 示 在 选 定 的 面 上 此 外, 夹 具 1 项 也 会 显 示 在 Simulation 算 例 树 的 夹 具 文 件 夹 中 夹 具 的 名 称 可 以 随 时 修 改 固 定 几 何 体 符 号 步 骤 4: 应 用 载 荷 我 们 将 对 面 垂 直 施 加 2250 N ( lbf) 磅 的 力, 如 图 所 示 1 单 击 图 形 区 域 顶 部 的 局 部 缩 放 图 标, 并 放 大 轴 的 锥 形 部 分 2 在 SolidWorks Simulation 管 理 器 树 中, 右 键 单 击 外 部 载 荷 文 件 夹, 然 后 选 择 力 此 时 会 显 示 力 / 扭 矩 PropertyManager 3 在 图 形 区 域 中, 单 击 如 图 所 示 的 面 面 <1> 会 显 示 在 法 向 力 的 面 和 壳 体 边 线 列 表 框 中 4 确 保 选 择 法 向 作 为 方 向 5 确 保 单 位 被 设 置 为 SI 6 在 力 值 框 中, 键 入 单 击 SolidWorks Simulation 将 对 所 选 的 面 施 加 力, 力 1 项 会 显 示 在 外 部 载 荷 文 件 夹 中 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 1-7

14 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 要 隐 藏 夹 具 和 载 荷 符 号 : 在 SolidWorks Simulation 管 理 器 树 中, 右 键 单 击 夹 具 或 外 部 载 荷 文 件 夹, 然 后 单 击 全 部 隐 藏 步 骤 5: 网 格 化 装 配 体 网 格 化 可 将 模 型 分 成 许 多 小 块, 这 些 小 块 称 为 元 素 SolidWorks Simulation 会 根 据 模 型 的 几 何 维 度 给 出 了 建 议 的 默 认 元 素 大 小 ( 在 此 示 例 中 为 4.564mm), 并 允 许 根 据 需 要 更 改 这 一 大 小 1 在 Simulation 算 例 树 中, 右 键 单 击 网 格 图 标, 然 后 选 择 生 成 网 格 此 时 会 显 示 网 格 PropertyManager 2 选 中 网 格 参 数 复 选 框 将 其 展 开 确 保 选 择 基 于 曲 率 的 网 格 保 留 程 序 建 议 的 默 认 最 大 元 素 大 小 最 小 元 素 大 小 圆 中 最 小 的 元 素 个 数 和 元 素 大 小 增 长 比 率 3 单 击 确 定 以 开 始 网 格 化 整 体 大 小 整 体 元 素 大 小 是 元 素 外 接 球 面 的 平 均 直 径 的 度 量 步 骤 6: 运 行 分 析 在 Simulation 算 例 树 中, 右 键 单 击 我 的 第 一 个 算 例 图 标, 然 后 单 击 运 行 以 开 始 分 析 分 析 结 束 后,SolidWorks Simulation 会 自 动 生 成 默 认 的 结 果 图 解 并 将 它 们 存 储 在 结 果 文 件 夹 中 1-8 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

15 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 步 骤 7: 生 成 可 视 化 结 果 von Mises 应 力 1 单 击 结 果 文 件 夹 旁 边 的 加 号 所 有 的 默 认 图 解 图 标 将 显 示 出 来 注 意 : 如 果 没 有 显 示 默 认 的 图 解, 请 右 键 单 击 结 果 文 件 夹, 然 后 选 择 定 义 应 力 图 解 在 PropertyManager 中 设 置 选 项, 然 后 单 击 2 双 击 Stress1(-vonMises-) 以 显 示 应 力 图 解 注 意 : 要 显 示 图 解 中 表 明 最 小 值 和 最 大 值 的 注 解, 请 双 击 图 例 并 选 中 显 示 最 小 值 注 解 和 显 示 最 大 值 注 解 复 选 框, 然 后 单 击 动 画 播 放 图 解 1 右 键 单 击 Stress1 (-vonmises-) 并 单 击 动 画 此 时 会 显 示 动 画 PropertyManager 并 自 动 播 放 动 画 2 单 击 停 止 按 钮 可 以 停 止 播 放 动 画 您 必 须 在 停 止 播 放 动 画 后, 才 能 将 AVI 文 件 保 存 到 磁 盘 中 3 选 择 保 存 为 AVI 文 件 并 单 击 浏 览, 然 后 选 择 要 保 存 AVI 文 件 的 目 标 文 件 夹 4 单 击 播 放 动 画 动 画 将 在 图 形 区 域 内 播 放 5 单 击 停 止 动 画 6 单 击 关 闭 动 画 PropertyManager SolidWorks Simulation 教 员 指 南 1-9

16 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 生 成 可 视 化 合 位 移 1 双 击 Displacement1 (-Res disp-) 图 标 以 显 示 合 位 移 图 解 设 计 是 否 安 全? 安 全 系 数 向 导 可 帮 助 您 回 答 此 问 题 我 们 将 使 用 此 向 导 来 估 算 模 型 中 每 个 点 的 安 全 系 数 在 此 过 程 中, 您 需 要 选 择 屈 服 失 败 准 则 1 右 键 单 击 结 果 文 件 夹, 然 后 选 择 定 义 安 全 系 数 图 解 安 全 系 数 向 导 步 骤 1( 共 3 步 )PropertyManager 将 显 示 出 来 2 在 准 则 下, 单 击 最 大 von Mises 应 力 注 意 : 有 几 个 屈 服 准 则 可 供 使 用 其 中,von Mises 准 则 常 常 用 来 检 查 延 性 材 料 的 屈 服 失 败 1-10 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

17 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 3 单 击 下 一 步 安 全 系 数 向 导 步 骤 2( 共 3 步 )PropertyManager 将 显 示 出 来 4 将 单 位 设 置 为 N/mm^2 (MPa) 5 在 设 定 应 力 极 限 为 下, 选 择 屈 服 强 度 注 意 : 当 屈 服 时, 材 料 会 继 续 以 更 快 的 速 率 发 生 塑 性 变 形 在 极 端 的 情 况 下, 即 使 载 荷 没 有 增 大, 材 料 也 会 继 续 变 形 6 单 击 下 一 步 安 全 系 数 向 导 步 骤 3( 共 3 步 )PropertyManager 将 显 示 出 来 7 选 择 安 全 系 数 以 下 的 区 域, 然 后 输 入 1 8 单 击 以 生 成 此 图 解 安 全 度 有 多 高? 检 查 模 型, 然 后 查 找 显 示 为 红 色 的 非 安 全 区 域 通 过 观 察 可 以 看 出, 此 图 解 中 没 有 出 现 红 色, 表 示 所 有 的 位 置 都 是 安 全 的 1 右 键 单 击 结 果 文 件 夹, 然 后 选 择 定 义 安 全 系 数 图 解 安 全 系 数 向 导 步 骤 1( 共 3 步 ) PropertyManager 将 显 示 出 来 2 在 准 则 列 表 中, 选 择 最 大 von Mises 应 力 3 单 击 下 一 步 安 全 系 数 向 导 步 骤 2( 共 3 步 ) PropertyManager 将 显 示 出 来 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 1-11

18 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 4 单 击 下 一 步 安 全 系 数 向 导 步 骤 3( 共 3 步 )PropertyManager 将 显 示 出 来 5 在 图 解 结 果 下, 单 击 安 全 系 数 分 布 6 单 击 生 成 的 图 解 将 显 示 安 全 系 数 的 分 布 最 小 的 安 全 系 数 大 致 为 5.98 注 意 : 如 果 某 一 位 置 安 全 系 数 为 1.0, 则 意 味 着 材 料 刚 开 始 屈 服 例 如, 安 全 系 数 为 2.0 表 示 此 位 置 的 设 计 是 安 全 的, 如 果 将 载 荷 加 倍, 材 料 将 开 始 屈 服 由 于 模 型 的 某 些 区 域 遇 到 的 应 力 很 小, 因 此 安 全 系 数 的 最 大 值 很 大 ( 大 于 1,800,000) 为 使 图 解 更 有 意 义, 我 们 将 图 例 的 最 大 值 改 为 双 击 图 例, 单 击 已 定 义 并 在 最 大 值 字 段 中 输 入 单 击 以 显 示 修 改 的 图 解 保 存 生 成 的 所 有 图 解 1 右 键 单 击 我 的 第 一 个 算 例 图 标, 然 后 单 击 保 存 所 有 图 解 为 JPEG 文 件 此 时 将 显 示 浏 览 文 件 夹 窗 口 2 浏 览 到 要 保 存 所 有 结 果 图 解 的 目 录 3 单 击 确 定 1-12 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

19 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 生 成 算 例 报 告 报 告 实 用 程 序 可 以 帮 助 您 将 每 个 算 例 的 工 作 快 速 系 统 地 编 成 文 档 程 序 以 Word 文 档 形 式 生 成 结 构 化 的 报 告, 描 述 与 算 例 相 关 的 所 有 方 面 1 单 击 屏 幕 顶 部 的 SolidWorks 主 菜 单 中 的 Simulation 报 告 此 时 将 显 示 报 告 选 项 对 话 框 报 告 部 分 让 您 选 择 要 包 含 在 生 成 的 报 告 中 的 部 分 每 个 部 分 旁 边 的 复 选 框 可 用 于 在 报 告 中 包 含 或 排 除 该 部 分 2 报 告 中 的 每 个 部 分 均 可 自 定 义 例 如, 选 择 报 告 部 分 下 的 说 明 部 分, 并 且 在 部 分 属 性 字 段 中 键 入 任 何 文 本 其 余 部 分 以 相 同 的 方 式 自 定 义 3 设 计 师 和 公 司 名 称 徽 标 及 其 它 所 有 权 信 息 在 标 题 信 息 部 分 输 入 注 意, 可 接 受 的 徽 标 文 件 格 式 为 JPEG 文 件 (*.jpg) GIF 文 件 (*.gif) 或 位 图 文 件 (*.bmp) 4 在 报 告 出 版 选 项 下, 指 定 用 于 保 存 该 Word 文 档 的 报 告 路 径, 并 选 中 出 版 时 显 示 报 告 复 选 框 5 单 击 出 版 此 报 告 将 在 Word 文 档 中 打 开 请 根 据 需 要 编 辑 Word 文 档, 完 成 报 告 本 程 序 也 会 在 SolidWorks Simulation 管 理 器 树 中 的 报 告 文 件 夹 中 创 建 图 标 要 编 辑 报 告 的 任 何 部 分, 请 右 键 单 击 报 告 图 标, 然 后 单 击 编 辑 定 义 修 改 此 部 分, 然 后 单 击 确 定 替 换 现 有 的 报 告 步 骤 8: 保 存 工 作 并 退 出 SolidWorks 1 单 击 标 准 工 具 栏 上 的, 或 者 单 击 文 件 保 存 2 单 击 主 菜 单 上 的 文 件 退 出 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 1-13

20 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 5 分 钟 评 估 答 案 要 点 1 如 何 启 动 一 个 SolidWorks 会 话? 回 答 : 在 Windows 任 务 栏 中, 单 击 开 始 程 序 SolidWorks SolidWorks Application SolidWorks 应 用 程 序 将 启 动 2 打 开 一 个 文 件 之 后, 如 果 SolidWorks Simulation 菜 单 不 在 SolidWorks 菜 单 栏 中, 该 怎 么 办? 回 答 : 单 击 工 具 插 件 并 选 中 SolidWorks Simulation 旁 边 的 复 选 框, 然 后 单 击 确 定 3 SolidWorks Simulation 可 以 分 析 哪 些 类 型 的 文 档? 回 答 :SolidWorks Simulation 可 以 分 析 零 件 和 装 配 体 4 什 么 是 分 析? 回 答 : 分 析 是 模 拟 设 计 现 场 执 行 情 况 的 过 程 5 为 什 么 分 析 如 此 重 要? 回 答 : 分 析 有 助 于 您 设 计 出 更 好 更 安 全 和 价 格 更 合 理 的 产 品 通 过 缩 短 传 统 的 高 成 本 设 计 周 期, 为 您 节 省 时 间 和 资 金 6 什 么 是 分 析 算 例? 回 答 : 分 析 算 例 表 示 分 析 类 型 材 料 载 荷 和 夹 具 的 情 况 7 SolidWorks Simulation 可 以 执 行 哪 些 类 型 的 分 析? 回 答 :SolidWorks Simulation 可 以 执 行 静 态 频 率 扭 曲 热 掉 落 测 试 疲 劳 优 化 压 力 容 器 非 静 态 线 性 和 非 线 性 动 态 分 析 8 静 态 分 析 将 计 算 什 么? 回 答 : 静 态 分 析 将 计 算 模 型 中 的 应 力 应 变 位 移 和 反 作 用 力 9 什 么 是 应 力? 回 答 : 应 力 是 力 的 强 度 或 力 除 以 面 积 所 得 的 值 10 执 行 分 析 过 程 中 有 哪 些 主 要 步 骤? 回 答 : 主 要 步 骤 为 : 创 建 算 例 分 配 材 料 应 用 夹 具 应 用 载 荷 网 格 化 模 型 运 行 分 析 和 生 成 可 视 化 结 果 11 如 何 更 改 零 件 的 材 料? 回 答 : 在 算 例 的 零 件 文 件 夹 下, 右 键 单 击 零 件 图 标 并 单 击 应 用 材 料 到 所 有, 然 后 选 择 新 材 料 并 单 击 确 定 12 安 全 系 数 向 导 可 在 某 些 位 置 显 示 安 全 系 数 0.8 您 的 设 计 是 否 安 全? 回 答 : 不 安 全 安 全 设 计 的 最 低 安 全 系 数 不 应 低 于 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

21 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 课 堂 讨 论 更 改 材 料 分 配 回 答 要 求 学 员 根 据 下 表 将 不 同 的 材 料 分 配 给 装 配 体 零 部 件, 然 后 运 行 分 析 要 将 不 同 的 材 料 分 配 给 装 配 体 零 部 件, 请 执 行 以 下 操 作 : 将 灰 色 铸 铁 分 配 给 中 心 1 在 Simulation 算 例 树 中, 右 键 单 击 零 件 文 件 夹 中 的 中 心 1 图 标, 然 后 单 击 应 用 / 编 辑 材 料 此 时 将 显 示 材 料 对 话 框 2 在 SolidWorks 材 料 中 的 铁 类 别 下, 选 择 灰 色 铸 铁 3 单 击 应 用 及 关 闭 将 铝 合 金 6061 分 配 给 蜘 蛛 腿 1 在 Simulation 算 例 树 中, 右 键 单 击 零 件 文 件 夹 中 的 蜘 蛛 型 1 图 标, 然 后 单 击 应 用 / 编 辑 材 料 此 时 将 显 示 材 料 对 话 框 2 在 SolidWorks 材 料 中 的 铝 合 金 类 别 下, 选 择 6061 合 金 3 单 击 应 用 及 关 闭 零 部 件 再 次 运 行 算 例, 然 后 生 成 可 视 化 结 果 材 料 名 称 轴 合 金 钢 中 心 灰 色 铸 铁 蜘 蛛 型 铝 合 金 6061 如 果 没 有 显 示 默 认 的 图 解, 请 右 键 单 击 结 果 文 件 夹, 然 后 选 择 定 义 应 力 图 解 在 PropertyManager 中 设 置 选 项, 然 后 单 击 1 在 Simulation 算 例 树 中, 右 键 单 击 算 例 图 标, 然 后 单 击 运 行 注 意 : 要 获 得 新 结 果, 不 需 要 对 模 型 重 新 网 格 化 2 在 SolidWorks Simulation 管 理 器 树 中, 单 击 结 果 文 件 夹 旁 边 的 加 号 默 认 图 解 图 标 将 显 示 出 来 注 意 : 如 果 没 有 显 示 默 认 的 图 解, 请 右 键 单 击 结 果 文 件 夹, 然 后 选 择 定 义 应 力 图 解 在 PropertyManager 中 设 置 选 项, 然 后 单 击 3 双 击 Stress1(-vonMises-) 图 标 以 绘 制 von Mises 应 力 图 解 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 1-15

22 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 进 一 步 探 讨 修 改 几 何 体 回 答 生 成 了 可 视 化 结 果 之 后, 可 能 需 要 在 设 计 中 进 行 更 改 可 要 求 学 员 更 改 几 何 体 并 重 新 计 算 结 果 其 中 必 须 强 调 的 是, 在 几 何 体 中 进 行 更 改 后, 学 员 需 要 对 模 型 进 行 重 新 网 格 化, 然 后 重 新 运 行 算 例 以 下 过 程 描 述 了 如 何 更 改 三 个 孔 的 直 径 和 重 新 计 算 结 果 单 击 FeatureManager 选 项 卡 单 击 (-)spider<1> 旁 边 的 加 号 (+) 单 击 Cut-Extrude2 旁 边 的 加 号 (+) 此 时 会 显 示 Sketch7 图 标 右 键 单 击 Sketch7 图 标, 然 后 选 择 编 辑 草 图 此 时 将 打 开 草 图 按 空 格 键, 然 后 选 择 方 向 菜 单 中 的 * 前 视 双 击 维 度 15.24mm 此 时 将 显 示 修 改 对 话 框 在 修 改 对 话 框 中 输 入 16.5mm, 然 后 单 击 单 击 确 认 框 角 上 的 确 定 单 击 编 辑 零 部 件 图 标 以 退 出 编 辑 模 式 我 的 第 一 个 算 例 和 网 格 的 旁 边 会 分 别 显 示 一 个 警 告 图 标 要 对 模 型 重 新 网 格 化, 请 右 键 单 击 网 格 图 标, 然 后 单 击 生 成 网 格 此 时 将 显 示 一 条 警 告 消 息, 通 知 您 重 新 网 格 化 会 删 除 当 前 结 果 单 击 确 定 使 用 默 认 的 最 大 元 素 大 小 最 小 元 素 大 小 圆 中 最 小 的 元 素 个 数 和 元 素 大 小 增 长 比 率 值 注 意, 这 些 值 不 同 于 以 前 的 值 选 中 运 行 ( 求 解 ) 分 析 并 单 击 在 分 析 完 成 后, 查 看 默 认 的 von Mises 应 力 位 移 应 变 和 其 他 结 果, 如 上 所 述 1-16 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

23 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 练 习 和 项 目 ( 由 于 端 面 压 力 而 产 生 的 ) 钢 梁 挠 度 有 些 简 单 的 问 题 有 确 切 的 答 案 其 中 一 个 就 是 在 顶 点 钢 梁 的 载 荷 力, 如 图 所 示 我 们 将 使 用 SolidWorks Simulation 来 解 决 此 问 题, 并 将 其 结 果 与 确 切 的 解 算 进 行 比 较 任 务 1 打 开 Front_Cantilever.sldprt 文 件, 此 文 件 位 于 SolidWorks Simulation 安 装 目 录 的 Examples 文 件 夹 下 2 测 量 悬 臂 的 宽 度 高 度 和 长 度 ( 使 用 测 量 工 具 ) 回 答 : 宽 度 为 25.4mm(1 英 寸 ), 高 度 为 25.4mm(1 英 寸 ), 长 度 为 254mm (10 英 寸 ) 3 用 另 一 个 名 称 保 存 该 零 件 4 生 成 静 态 算 例 回 答 : 执 行 以 下 操 作 : 单 击 Simulation 算 例 为 算 例 输 入 一 个 名 称 将 分 析 类 型 设 置 为 静 态 单 击 确 定 固 定 面 500 N 力 L=254 mm w= 2.54 mmn h=2.54 mm 截 面 5 将 合 金 钢 分 配 给 此 零 件 弹 性 模 量 的 值 是 什 么 ( 单 位 是 N/mm^2 (MPa))? 回 答 : 执 行 以 下 操 作 : 在 SolidWorks Simulation 管 理 器 树 中, 右 键 单 击 Front_Cantilever 图 标, 然 后 选 择 应 用 / 编 辑 材 料 此 时 将 显 示 材 料 对 话 框 展 开 SolidWorks 材 料 库 展 开 钢 类 别 并 选 择 合 金 钢 在 单 位 菜 单 中, 选 择 SI - N/mm^2 (MPa) 请 注 意,X 方 向 的 弹 性 模 量 的 值 为 210,000 MPa 单 击 应 用 及 关 闭 6 固 定 悬 臂 的 其 中 一 个 端 面 回 答 : 执 行 以 下 操 作 : 在 Simulation 算 例 树 中, 右 键 单 击 夹 具 文 件 夹, 然 后 单 击 固 定 几 何 体 此 时 会 显 示 夹 具 PropertyManager 在 类 型 下, 选 择 固 定 几 何 体 单 击 该 钢 条 的 端 面, 如 图 所 示 单 击 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 1-17

24 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 7 对 其 他 端 面 的 上 边 线 应 用 向 下 的 力, 幅 值 为 500 N (112.4 lbf) 回 答 : 执 行 以 下 操 作 : 右 键 单 击 外 部 载 荷 文 件 夹, 然 后 单 击 力 此 时 会 显 示 力 / 扭 矩 PropertyManager 在 类 型 下, 单 击 力 单 击 图 中 显 示 的 边 线 边 线 <1> 显 示 在 力 的 面 边 线 顶 点 参 考 点 框 中 单 击 所 选 的 方 向 并 选 择 钢 梁 的 侧 边 线 作 为 方 向 的 面 边 线 基 准 面 在 单 位 菜 单 中 选 择 SI 在 力 下 的 值 框 中, 键 入 500 选 中 反 向 框 这 是 垂 直 向 下 的 力 单 击 8 网 格 化 此 零 件, 然 后 运 行 分 析 回 答 : 执 行 以 下 操 作 : 在 Simulation 算 例 树 中, 右 键 单 击 网 格 图 标 使 用 默 认 的 最 大 元 素 大 小 最 小 元 素 大 小 圆 中 最 小 的 元 素 个 数 和 元 素 大 小 增 长 比 率 值 选 中 运 行 分 析 ( 解 算 ) 单 击 9 分 析 完 成 后, 沿 Y 方 向 绘 制 位 移 Y 方 向 与 Plane1 的 方 向 2 相 同 悬 臂 自 由 端 的 最 大 Y 位 移 是 多 少? 回 答 : 执 行 以 下 操 作 : 在 Simulation 算 例 树 中, 右 键 单 击 结 果 文 件 夹, 然 后 选 择 定 义 位 移 图 解 此 时 会 显 示 位 移 图 解 PropertyManager 选 择 mm 作 为 单 位 选 择 UY:Y 位 移 作 为 分 量 单 击 自 由 端 的 垂 直 位 移 是 mm ( 英 寸 ) 固 定 此 面 将 500 N 的 力 应 用 到 此 边 线 参 考 的 边 线 1-18 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

25 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 10 使 用 以 下 等 式 计 算 理 论 垂 直 位 移 : UY 4FL 3 Theory = Ewh 3 回 答 : 对 于 此 问 题, 我 们 可 以 设 置 : F = 端 面 载 荷 = -500 N(112.4 磅 ), L = 钢 梁 的 长 度 = 254 mm(10 英 寸 ), E = 弹 性 模 量 = 210,000 N/mm^2 (30,457,919 psi), w = 钢 条 宽 度 = 25.4 mm(1 英 寸 ), h = 钢 条 高 度 = 25.4 mm(1 英 寸 ) 将 数 字 值 替 换 到 上 面 的 等 式 中 后, 我 们 可 获 得 : UY Theory = mm( 英 寸 ) 11 使 用 以 下 等 式 计 算 垂 直 位 移 的 误 差 : ErrorPercentage = UY Theory UY Simulation UY Theory 100 回 答 : 最 大 垂 直 位 移 的 误 差 百 分 比 为 0.4% 在 大 多 数 设 计 分 析 应 用 中, 可 接 受 大 概 5% 的 误 差 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 1-19

26 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 课 程 1 词 汇 表 答 案 要 点 姓 名 班 级 : 日 期 : 用 适 当 的 词 填 空 1 在 SolidWorks 中 生 成 模 型 制 造 原 型 和 进 行 测 试 的 顺 序 : 传 统 的 设 计 周 期 2 分 析 类 型 材 料 夹 具 和 载 荷 的 假 设 分 析 方 案 : 算 例 3 SolidWorks Simulation 用 来 执 行 分 析 的 方 法 : 有 限 元 素 方 法 4 计 算 位 移 应 变 和 应 力 的 算 例 类 型 : 静 态 算 例 5 将 模 型 分 成 若 干 小 块 的 过 程 : 网 格 化 6 在 网 格 化 过 程 中 形 成 的 简 单 形 状 的 小 块 : 元 素 7 元 素 共 享 的 常 用 点 称 为 : 节 8 作 用 于 面 积 上 的 力 除 以 该 面 积 : 平 均 应 力 9 由 于 轴 压 缩 载 荷 而 突 然 合 并 较 薄 的 设 计 : 扭 曲 10 计 算 设 计 热 度 的 算 例 : 热 算 例 11 提 供 应 力 状 态 一 般 描 述 的 数 字 :von Mises 应 力 12 使 应 力 消 失 的 基 准 面 上 的 标 准 应 力 : 主 要 应 力 13 实 体 振 动 的 频 率 : 自 然 频 率 14 帮 助 避 免 谐 振 的 分 析 类 型 : 频 率 分 析 1-20 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

27 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 课 程 1 小 测 验 答 案 要 点 姓 名 班 级 : 日 期 : 说 明 : 答 题 时, 请 将 正 确 答 案 写 在 空 白 处 1 您 会 通 过 创 建 算 例 来 测 试 设 计 那 么, 什 么 是 算 例? 回 答 : 算 例 是 一 种 假 设 分 析 方 案, 可 以 定 义 分 析 类 型 材 料 夹 具 和 载 荷 2 哪 些 类 型 的 分 析 可 以 在 SolidWorks Simulation 中 执 行? 回 答 : 静 态 频 率 扭 曲 热 掉 落 测 试 疲 劳 优 化 压 力 容 器 非 线 性 静 态 线 性 和 非 线 性 动 态 算 例 3 如 果 在 获 取 算 例 结 果 后 更 改 了 材 料 载 荷 和 / 或 夹 具, 是 否 要 再 次 进 行 网 格 化? 回 答 : 不 需 要 只 要 再 次 运 行 算 例 即 可 4 如 果 在 网 格 化 某 算 例 后 更 改 了 几 何 体, 是 否 要 再 次 进 行 网 格 化? 回 答 : 需 要 您 在 更 改 几 何 体 之 后 必 须 对 模 型 再 次 进 行 网 格 化 5 如 何 生 成 新 的 静 态 算 例? 回 答 : 要 生 成 新 的 静 态 算 例, 请 执 行 以 下 操 作 : 单 击 Simulation 算 例 此 时 将 显 示 算 例 对 话 框 在 算 例 名 称 下, 键 入 算 例 的 名 称 请 使 用 一 个 有 意 义 的 名 称! 在 算 例 类 型 下, 选 择 静 态 单 击 6 什 么 是 网 格? 回 答 : 网 格 是 对 模 型 进 行 网 格 化 时 产 生 的 元 素 和 节 的 集 合 7 在 装 配 体 中, 您 在 零 件 文 件 夹 中 应 该 看 到 多 少 个 图 标? 回 答 : 每 个 实 体 都 应 有 一 个 图 标 一 个 部 件 可 以 有 多 个 实 体 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 1-21

28 课 程 1:SolidWorks Simulation 的 基 本 功 能 课 程 摘 要 SolidWorks Simulation 是 完 全 集 成 于 SolidWorks 中 的 设 计 分 析 软 件 设 计 分 析 有 助 于 您 设 计 出 更 好 更 安 全 和 价 格 更 合 理 的 产 品 静 态 分 析 可 计 算 位 移 应 变 应 力 和 反 作 用 力 频 率 分 析 可 计 算 自 然 频 率 和 关 联 的 模 式 形 状 扭 曲 分 析 可 计 算 压 缩 零 件 的 扭 曲 载 荷 掉 落 测 试 分 析 可 计 算 掉 落 到 钢 性 或 柔 性 曲 面 上 的 物 体 的 影 响 载 荷 热 分 析 计 算 热 载 荷 和 热 边 界 情 况 下 的 热 分 布 优 化 分 析 可 根 据 目 标 功 能 优 化 模 型 ( 例 如 最 小 化 体 积 和 质 量 ) 应 力 到 达 某 一 特 定 极 限 时 材 料 开 始 失 败 von Mises 应 力 是 一 个 数 字, 可 以 提 供 某 一 位 置 上 有 关 应 力 状 态 的 总 体 概 念 安 全 系 数 向 导 会 检 查 设 计 的 安 全 性 为 了 模 拟 模 型,SolidWorks Simulation 会 将 模 型 分 成 许 多 个 小 的 简 单 形 状 的 部 分, 称 为 元 素 此 过 程 称 作 网 格 化 在 SolidWorks Simulation 中 执 行 分 析 的 步 骤 如 下 : 生 成 算 例 分 配 材 料 应 用 夹 具 以 防 止 刚 性 体 运 动 应 用 载 荷 网 格 化 模 型 运 行 分 析 生 成 可 视 化 结 果 1-22 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

29 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 2 本 课 程 的 目 标 介 绍 静 态 算 例 的 自 适 应 方 法 的 概 念 完 成 学 习 后, 学 员 便 可 理 解 自 适 应 方 法 的 基 本 概 念 以 及 SolidWorks Simulation 如 何 运 用 这 些 概 念 分 析 模 型 的 一 部 分, 而 不 是 整 个 模 型 在 本 课 程 的 第 二 部 分, 学 员 将 使 用 对 称 夹 具 分 析 原 始 模 型 的 四 分 之 一 他 们 应 该 可 以 识 别 哪 些 情 况 可 以 应 用 夹 具, 而 不 降 低 结 果 的 准 确 性 介 绍 壳 网 格 化 的 概 念 壳 网 格 和 实 体 网 格 之 间 的 差 别 将 在 项 目 讨 论 中 进 行 学 员 应 该 可 以 识 别 哪 些 模 型 更 适 合 壳 网 格 化 将 SolidWorks Simulation 结 果 与 已 知 的 理 论 解 算 进 行 比 较 问 题 的 理 论 解 算 将 在 本 课 程 中 进 行 说 明 对 于 具 有 分 析 解 算 的 问 题 类, 学 员 应 该 可 以 计 算 出 误 差 百 分 比, 并 决 定 结 果 是 否 可 接 受 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 2-1

30 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 大 纲 主 动 式 练 习 学 习 法 SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 第 一 部 分 打 开 Plate-with-hole.SLDPRT 文 档 检 查 SolidWorks Simulation 菜 单 将 模 型 保 存 到 临 时 目 录 设 置 分 析 单 位 步 骤 1: 生 成 静 态 算 例 步 骤 2: 分 配 材 料 步 骤 3: 应 用 夹 具 步 骤 4: 应 用 压 力 步 骤 5: 网 格 化 模 型, 并 运 行 分 析 步 骤 6: 生 成 可 视 化 结 果 步 骤 7: 验 证 结 果 第 二 部 分 通 过 应 用 对 称 夹 具 对 四 分 之 一 板 建 模 第 三 部 分 应 用 H 自 适 应 方 法 5 分 钟 评 估 课 堂 讨 论 生 成 频 率 算 例 练 习 和 项 目 使 用 壳 网 格 对 四 分 之 一 板 建 模 课 程 摘 要 2-2 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

31 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 主 动 式 练 习 学 习 法 第 一 部 分 使 用 SolidWorks Simulation 可 以 在 Plate-withhole.SLDPRT 零 件 ( 如 右 侧 所 示 ) 上 执 行 静 态 分 析 您 将 计 算 500mm x 500mm x 25mm(19.68 英 寸 x 英 寸 x 0.98 英 寸 ) 方 形 板 的 应 力, 其 中 心 有 一 个 25mm(0.98 英 寸 ) 半 径 的 孔 板 受 到 的 拉 伸 压 力 是 1 MPa ( psi) 您 需 要 比 较 此 孔 承 受 的 应 力 与 根 据 已 知 理 论 得 出 的 结 果 详 细 步 骤 说 明 如 下 所 示 创 建 Simulationtemp 目 录 我 们 建 议 将 SolidWorks Simulation Education Examples 保 存 到 保 存 原 始 副 本 的 临 时 目 录 中, 以 便 重 复 利 用 1 在 SolidWorks Simulation 安 装 目 录 的 Examples 文 件 夹 中 创 建 一 个 名 为 Simulationtemp 的 临 时 目 录 2 将 SolidWorks Simulation Education Examples 目 录 复 制 到 Simulationtemp 目 录 中 打 开 Plate-with-hole.SLDPRT 文 档 1 单 击 常 用 工 具 栏 上 的 打 开 此 时 将 显 示 打 开 对 话 框 2 导 航 到 SolidWorks Simulation 安 装 目 录 的 Simulationtemp 文 件 夹 3 选 择 Plate-with-hole.SLDPRT 4 单 击 打 开 此 时 将 打 开 Plate-with-hole.SLDPRT 零 件 注 意, 此 零 件 具 有 两 个 配 置 :(a) 四 分 之 一 板 和 (b) 整 块 板 确 保 整 块 板 配 置 处 于 活 动 状 态 注 意 : 文 档 的 配 置 在 左 侧 窗 格 顶 部 的 ConfigurationManager 选 项 卡 列 出 下 面 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 2-3

32 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 检 查 SolidWorks Simulation 菜 单 设 置 分 析 单 位 如 果 安 装 了 SolidWorks Simulation, SolidWorks Simulation 菜 单 会 显 示 在 SolidWorks 菜 单 栏 中 否 则 : 1 单 击 工 具 插 件 此 时 将 显 示 插 件 对 话 框 2 选 中 SolidWorks Simulation 旁 边 的 复 选 框 如 果 列 表 中 没 有 SolidWorks Simulation, 则 需 要 安 装 SolidWorks Simulation 3 单 击 确 定 SolidWorks Simulation 菜 单 会 显 示 在 SolidWorks 菜 单 栏 中 在 开 始 此 课 程 之 前, 我 们 将 设 置 一 些 分 析 单 位 1 单 击 Simulation 选 项 2 单 击 默 认 选 项 选 项 卡 3 选 择 单 位 系 统 中 的 SI (MKS), 并 分 别 选 择 mm 和 N/mm^2(MPa) 作 为 长 度 和 应 力 单 位 4 单 击 步 骤 1: 生 成 算 例 执 行 分 析 的 第 一 步 是 生 成 算 例 1 单 击 屏 幕 顶 部 的 SolidWorks 主 菜 单 中 的 模 拟 算 例 此 时 会 显 示 算 例 PropertyManager 2 在 名 称 下, 键 入 整 块 板 3 在 类 型 下, 选 择 静 态 SolidWorks Simulation 菜 单 4 单 击 SolidWorks Simulation 会 在 FeatureManager 设 计 树 的 下 方 创 建 一 个 Simulation 算 例 2-4 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

33 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 步 骤 2: 分 配 材 料 分 配 合 金 钢 1 在 SolidWorks Simulation 管 理 器 树 中, 右 键 单 击 有 孔 板 文 件 夹, 然 后 单 击 应 用 材 料 到 所 有 实 体 此 时 将 显 示 材 料 对 话 框 2 执 行 以 下 操 作 : a) 展 开 SolidWorks 材 料 库 文 件 夹 b) 展 开 钢 类 别 c) 选 择 合 金 钢 3 单 击 确 定 步 骤 3: 应 用 夹 具 注 意 : 合 金 钢 的 机 械 和 物 理 属 性 显 示 在 右 侧 的 表 中 您 可 以 应 用 夹 具 来 防 止 基 准 面 外 旋 转 和 自 由 体 运 动 1 按 空 格 键, 然 后 选 择 方 向 菜 单 中 的 * 上 下 二 等 角 轴 测 模 型 方 向 如 图 所 示 2 在 Simulation 算 例 树 中, 右 键 单 击 夹 具 文 件 夹, 然 后 单 击 高 级 夹 具 此 时 会 显 示 夹 具 PropertyManager 3 确 保 将 类 型 设 置 为 使 用 参 考 几 何 体 4 在 图 形 区 域 中, 选 择 如 图 所 示 的 8 条 边 线 边 线 <1> 到 边 线 <8> 显 示 在 夹 具 的 面 边 线 顶 点 框 中 5 在 方 向 的 面 边 线 基 准 面 基 准 轴 框 中, 选 择 弹 出 FeatureManager 树 中 的 Plane1 6 在 平 移 下, 选 择 沿 基 准 面 方 向 2 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 2-5

34 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 7 单 击 将 应 用 夹 具, 并 且 其 图 标 显 示 在 选 定 边 线 上 一 个 夹 具 图 标 (Reference Geometry-1) 也 会 显 示 在 夹 具 文 件 夹 中 以 同 样 的 方 式 执 行 步 骤 2 到 7, 将 夹 具 应 用 到 一 组 垂 直 边 线 ( 如 图 所 示 ) 中, 以 便 沿 基 准 面 方 向 1 ( 在 Plane1 上 ) 约 束 这 8 条 边 线 要 防 止 模 型 在 整 体 Z 方 向 位 移, 必 须 在 下 图 所 示 的 顶 点 处 定 义 一 个 夹 具 1 在 SolidWorks Simulation 管 理 器 树 中, 右 键 单 击 夹 具 文 件 夹, 然 后 单 击 高 级 夹 具 此 时 会 显 示 夹 具 PropertyManager 2 确 保 将 类 型 设 置 为 使 用 参 考 几 何 体 3 在 图 形 区 域 中, 单 击 如 图 所 示 的 顶 点 顶 点 <1> 显 示 在 夹 具 的 面 边 线 顶 点 框 中 4 在 方 向 的 面 边 线 基 准 面 基 准 轴 框 中, 选 择 弹 出 FeatureManager 树 中 的 Plane1 5 在 平 移 下, 选 择 垂 直 于 基 准 面 6 单 击 2-6 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

35 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 步 骤 4: 应 用 压 力 您 可 以 将 1 MPa ( psi) 压 力 垂 直 应 用 到 面, 如 图 所 示 1 在 SolidWorks Simulation 管 理 器 树 中, 右 键 单 击 外 部 载 荷 文 件 夹, 然 后 单 击 压 力 此 时 会 显 示 压 力 PropertyManager 2 在 类 型 下, 选 择 垂 直 于 所 选 面 3 在 图 形 区 域 中, 选 择 如 图 所 示 的 四 个 面 面 <1> 到 面 <4> 会 显 示 在 压 力 的 面 列 表 框 中 4 确 保 将 单 位 设 置 为 N/mm^2 (MPa) 5 在 压 力 值 框 中, 键 入 1 6 选 中 反 向 框 面 3 面 4 7 单 击 SolidWorks Simulation 将 对 所 选 的 面 施 加 法 向 压 力,Pressure-1 图 标 示 在 外 部 载 荷 文 件 夹 中 面 1 面 2 将 显 要 隐 藏 夹 具 和 载 荷 符 号 : 在 SolidWorks Simulation 管 理 器 树 中, 右 键 单 击 夹 具 或 外 部 载 荷 文 件 夹, 然 后 单 击 全 部 隐 藏 步 骤 5: 网 格 化 模 型, 并 运 行 分 析 网 格 化 可 将 模 型 分 成 许 多 小 块, 这 些 小 块 称 为 元 素 SolidWorks Simulation 会 根 据 模 型 的 几 何 维 度 给 出 了 建 议 的 默 认 元 素 大 小, 并 允 许 根 据 需 要 更 改 这 一 大 小 1 在 SolidWorks Simulation 管 理 器 树 中, 右 键 单 击 网 格 图 标, 然 后 选 择 生 成 网 格 此 时 会 显 示 网 格 PropertyManager 2 选 中 网 格 参 数 复 选 框 将 其 展 开 确 保 选 择 基 于 曲 率 的 网 格 3 为 最 大 元 素 大 小 键 入 50mm, 并 且 接 受 其 余 参 数 ( 最 小 元 素 大 小 圆 中 最 小 的 元 素 个 数 和 元 素 大 小 增 长 比 率 ) 的 默 认 值 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 2-7

36 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 4 选 中 选 项 下 的 运 行 ( 求 解 ) 分 析, 然 后 单 击. 注 意 : 要 查 看 网 格 图 解, 请 右 键 单 击 网 格 文 件 夹, 然 后 选 择 显 示 网 格 步 骤 6: 生 成 可 视 化 结 果 整 体 X 方 向 的 法 向 应 力 1 右 键 单 击 结 果 文 件 夹, 然 后 选 择 定 义 应 力 图 解 此 时 将 显 示 应 力 图 解 PropertyManager 2 在 显 示 下, a) 选 择 SX:X 法 向 应 力 ( 在 分 量 字 段 中 ) b) 选 择 N/mm^2 (MPa) 作 为 单 位 3 单 击 X 方 向 法 向 应 力 的 图 解 随 即 显 示 注 意, 此 区 域 中 的 应 力 集 中 于 孔 的 周 围 2-8 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

37 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 步 骤 7: 验 证 结 果 具 有 矩 形 截 面 板 的 最 大 法 向 应 力 σ max 和 中 心 圆 孔 按 以 下 参 数 给 定 : σmax = P k td ( 2r) k = r D r D r D 其 中 : D = 板 宽 度 = 500mm(19.69 英 寸 ) r = 孔 半 径 = 25mm(0.98 英 寸 ) t = 板 厚 度 = 25mm(0.98 英 寸 ) P = 拉 伸 轴 心 力 = 压 力 * (D * t) 最 大 法 向 应 力 的 分 析 值 是 σ max = MPa ( psi) SolidWorks Simulation 结 果 ( 不 使 用 任 何 自 适 应 方 法 ) 是 SX = MPa ( psi) 此 结 果 与 理 论 解 算 偏 移 了 大 概 20.1% 您 很 快 就 会 看 到 这 个 显 著 的 偏 差 会 导 致 网 格 粗 糙 化 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 2-9

38 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 主 动 式 练 习 学 习 法 第 二 部 分 在 第 二 部 分 的 练 习 中, 您 将 通 过 对 称 夹 具 对 四 分 之 一 板 建 模 注 意 : 对 称 夹 具 可 用 于 仅 分 析 模 型 的 一 部 分 这 种 方 法 可 以 节 省 大 量 分 析 时 间, 在 处 理 大 的 模 型 时 尤 为 有 用 步 骤 1: 激 活 新 的 配 置 对 称 情 况 要 求 几 何 体 载 荷 材 料 树 形 和 夹 具 在 对 称 基 准 平 面 中 都 是 相 等 的 1 单 击 ConfigurationManager 选 项 卡 2 在 ConfigurationManager 树 中, 双 击 四 分 之 一 板 图 标 四 分 之 一 板 配 置 将 会 激 活 四 分 之 一 板 模 型 会 显 示 在 图 形 区 域 中 注 意 : 要 访 问 与 非 活 动 的 配 置 相 关 联 的 算 例, 请 右 键 单 击 其 图 标, 然 后 选 择 激 活 SW 配 置 步 骤 2: 生 成 算 例 生 成 的 新 算 例 基 于 四 分 之 一 板 配 置 1 单 击 屏 幕 顶 部 的 SolidWorks 主 菜 单 中 的 模 拟 算 例 此 时 会 显 示 算 例 PropertyManager 2 在 名 称 下, 键 入 四 分 之 一 板 3 在 类 型 下, 选 择 静 态 4 单 击 SolidWorks Simulation 将 在 屏 幕 底 部 的 一 个 选 项 卡 中 创 建 一 个 算 例 的 代 表 树 步 骤 3: 分 配 材 料 按 第 一 部 分 中 步 骤 2 描 述 的 过 程 分 配 合 金 钢 材 料 2-10 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

39 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 步 骤 4: 应 用 夹 具 您 可 以 对 对 称 面 应 用 夹 具 1 使 用 箭 头 键 可 以 旋 转 模 型, 如 图 所 示 2 在 Simulation 算 例 树 中, 右 键 单 击 夹 具 文 件 夹, 然 后 选 择 高 级 夹 具 此 时 会 显 示 夹 具 PropertyManager 3 将 类 型 设 置 为 对 称 4 在 图 形 区 域 中, 单 击 如 图 所 示 的 面 1 和 面 2 面 <1> 和 面 <2> 显 示 在 夹 具 的 基 准 面 框 中 5 单 击 接 下 来 可 以 约 束 板 的 上 边 线, 以 防 止 整 体 Z 方 向 的 位 移 要 约 束 上 边 线, 请 执 行 以 下 操 作 : 1 在 SolidWorks Simulation 管 理 器 树 中, 右 键 单 击 夹 具 文 件 夹, 然 后 选 择 高 级 夹 具 将 类 型 设 置 为 使 用 参 考 几 何 体 2 在 图 形 区 域 中, 单 击 如 图 所 示 的 板 的 上 边 线 边 线 <1> 显 示 在 夹 具 的 面 边 线 顶 点 框 中 边 线 1 3 在 方 向 的 面 边 线 基 准 面 基 准 轴 框 中, 选 择 弹 出 FeatureManager 树 中 的 Plane1 4 在 平 移 下, 选 择 垂 直 于 基 准 面 确 保 已 停 用 另 外 两 个 零 部 件 5 单 击 面 2 面 1 应 用 了 所 有 夹 具 后, 两 个 图 标 :(Symmetry-1) 和 (Reference Geometry-1) 会 显 示 在 夹 具 文 件 夹 中 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 2-11

40 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 步 骤 5: 应 用 压 力 您 可 以 应 用 1 MPa ( psi) 压 力, 如 下 图 所 示 : 1 在 SolidWorks Simulation 管 理 器 树 中, 右 键 单 击 外 部 载 荷, 然 后 选 择 压 力 此 时 会 显 示 压 力 PropertyManager 2 在 类 型 下, 选 择 垂 直 于 所 选 面 3 在 图 形 区 域 中, 选 择 如 图 所 示 的 面 4 面 <1> 会 显 示 在 压 力 的 面 列 表 框 中 5 将 单 位 设 置 为 N/mm^2 (MPa) 6 在 压 力 值 框 中, 键 入 1 7 选 中 反 向 框 8 单 击 SolidWorks Simulation 将 对 所 选 的 面 施 加 法 向 压 力,Pressure-1 图 标 示 在 外 部 载 荷 文 件 夹 中 将 显 步 骤 6: 网 格 化 模 型, 并 运 行 分 析 根 据 第 2 到 7 页 第 一 部 分 中 步 骤 5 网 格 化 模 型, 并 运 行 分 析 所 描 述 的 过 程 应 用 相 同 的 网 格 设 置, 然 后 运 行 分 析 网 格 图 解 如 图 所 示 步 骤 7: 查 看 整 体 X 方 向 的 法 向 压 力 1 在 Simulation 算 例 树 中, 右 键 单 击 结 果 文 件 夹, 然 后 选 择 定 义 应 力 图 解 2 在 应 力 图 解 PropertyManager 中 的 显 示 下 : a) 选 择 SX:X 法 向 应 力 b) 选 择 N/mm^2 (MPa) 作 为 单 位 3 在 变 形 形 状 下, 选 择 真 实 比 例 4 在 属 性 下 : a) 选 择 将 图 解 与 名 称 视 图 方 向 关 联 b) 从 菜 单 中 选 择 * 前 视 2-12 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

41 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 5 单 击 实 际 已 变 形 的 板 上 将 显 示 X 方 向 的 法 向 应 力 步 骤 8: 验 证 结 果 对 于 四 分 之 一 模 型, 最 大 法 向 SX 应 力 是 MPa ( psi) 此 结 果 相 当 于 整 块 板 的 结 果 此 结 果 与 理 论 解 算 偏 移 了 大 概 36% 如 本 课 程 第 一 部 分 的 结 论 中 所 述, 您 很 快 就 会 看 到 此 偏 差 会 导 致 计 算 网 格 粗 糙 化 您 可 以 使 用 更 小 的 元 素 大 小 或 使 用 自 动 自 适 应 方 法 来 提 高 准 确 度 在 第 三 部 分 中, 您 将 使 用 h 自 适 应 方 法 来 提 高 准 确 性 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 2-13

42 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 主 动 式 练 习 学 习 法 第 三 部 分 在 第 三 部 分 中, 您 可 以 应 用 h 自 适 应 方 法 来 解 决 同 样 的 四 分 之 一 板 配 置 问 题 要 演 示 h 自 适 应 方 法 的 功 能, 首 先 要 使 用 较 大 的 元 素 大 小 来 对 模 型 进 行 网 格 化, 然 后 注 意 h 方 式 是 如 何 通 过 更 改 网 格 大 小 来 提 高 结 果 的 准 确 性 的 步 骤 1: 定 义 新 算 例 您 可 以 通 过 复 制 以 前 的 算 例 来 生 成 新 算 例 1 右 键 单 击 屏 幕 底 部 的 四 分 之 一 板 算 例, 然 后 选 择 复 制 此 时 将 显 示 定 义 算 例 名 称 对 话 框 2 在 算 例 名 称 框 中, 键 入 H 自 适 应 3 在 要 使 用 的 配 置 下 : 选 择 四 分 之 一 板 4 单 击 确 定 步 骤 2: 设 置 h 自 适 应 参 数 1 在 Simulation 算 例 树 中, 右 键 单 击 H 自 适 应, 然 后 选 择 属 性 2 在 该 对 话 框 的 选 项 选 项 卡 上, 选 择 解 算 器 下 的 FFEPlus 3 在 自 适 应 选 项 卡 的 自 适 应 方 法 下, 选 择 H 自 适 应 4 在 H 自 适 应 选 项 下, 执 行 以 下 操 作 : a) 将 目 标 准 确 度 滑 块 移 到 99% b) 将 最 大 循 环 数 设 置 为 5 c) 选 择 网 格 粗 糙 化 5 单 击 确 定 注 意 : 复 制 算 例 之 后, 原 算 例 的 所 有 文 件 夹 都 将 复 制 到 新 的 算 例 中 只 要 新 算 例 的 属 性 保 持 不 变, 您 就 不 需 要 重 新 定 义 材 料 属 性 载 荷 夹 具 等 2-14 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

43 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 步 骤 3: 重 新 网 格 化 模 型, 并 运 行 分 析 1 在 SolidWorks Simulation 管 理 器 树 中, 右 键 单 击 网 格 文 件 夹, 然 后 选 择 生 成 网 格 此 时 将 显 示 一 条 警 告 消 息, 说 明 重 新 网 格 化 将 删 除 算 例 的 结 果 2 单 击 确 定 此 时 显 示 网 格 PropertyManager 3 为 最 大 元 素 大 小 键 入 125mm(4.92 英 寸 ), 并 且 接 受 其 余 参 数 ( 最 小 元 素 大 小 圆 中 最 小 的 元 素 个 数 和 元 素 大 小 增 长 比 率 ) 的 默 认 值 整 体 元 素 大 小 的 这 个 较 大 值 用 于 说 明 H 自 适 应 方 法 如 何 通 过 细 化 网 格 来 获 得 更 为 准 确 的 结 果 4 单 击 上 图 显 示 了 最 初 的 粗 糙 网 格 5 右 键 单 击 H 自 适 应 图 标, 然 后 选 择 运 行 步 骤 4: 查 看 结 果 通 过 应 用 H 自 适 应 方 法, 原 始 网 格 尺 寸 将 减 小 注 意 网 格 大 小 从 粗 糙 网 格 ( 板 边 界 ) 过 渡 到 中 心 孔 位 置 的 细 化 网 格 要 查 看 转 换 的 网 格, 请 右 键 单 击 网 格 图 标, 然 后 选 择 显 示 网 格 查 看 整 体 X 方 向 的 法 向 应 力 在 SolidWorks Simulation 管 理 器 树 中, 双 击 结 果 文 件 夹 中 的 Stress2(X 法 向 ) 图 解 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 2-15

44 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 最 大 法 向 应 力 的 分 析 值 是 σ max = MPa (451.5) psi 应 用 H 自 适 应 方 法 所 得 的 SolidWorks Simulation 结 果 是 SX = MPa, 这 更 接 近 于 分 析 解 算 ( 大 致 的 误 差 :2.9%) 注 意 : 算 例 属 性 中 设 置 的 所 需 精 度 ( 在 您 的 示 例 中 为 99%) 并 不 意 味 着 最 终 的 应 力 处 于 最 大 误 差 1% 以 内 在 有 限 元 素 方 法 中, 会 使 用 除 应 力 以 外 的 度 量 来 评 估 解 算 的 精 度 但 可 以 断 定, 如 果 自 适 应 算 法 细 化 了 网 格, 应 力 解 算 将 会 更 精 确 步 骤 9: 查 看 收 敛 图 表 1 在 Simulation 算 例 树 中, 右 键 单 击 结 果 文 件 夹, 然 后 选 择 定 义 自 适 应 收 敛 图 表 2 在 PropertyManager 中, 选 择 所 有 选 项, 然 后 单 击 此 时 将 显 示 所 有 选 定 数 量 的 收 敛 图 表 注 意 : 为 了 进 一 步 提 高 解 算 的 精 度, 可 通 过 开 始 运 行 后 续 算 例 来 继 续 使 用 H 自 适 应 迭 代 每 次 运 行 后 续 算 例 时, 都 会 将 来 自 上 次 运 行 时 使 用 的 最 后 一 个 迭 代 的 最 终 网 格 用 作 本 次 运 行 时 的 初 始 网 格 要 尝 试 此 操 作, 请 再 次 运 行 H 自 适 应 算 例 2-16 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

45 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 5 分 钟 评 估 答 案 要 点 1 如 果 修 改 了 材 料 载 荷 或 夹 具, 结 果 将 无 效, 但 网 格 有 效, 为 什 么? 回 答 : 材 料 载 荷 和 夹 具 已 应 用 于 几 何 体 只 要 几 何 体 和 网 格 参 数 没 有 更 改, 网 格 就 保 持 有 效 结 果 变 得 无 效 是 因 为 材 料 载 荷 或 夹 具 发 生 了 更 改 2 更 改 维 度 是 否 会 使 当 前 网 格 无 效? 回 答 : 是 网 格 类 似 于 几 何 体, 因 此, 几 何 体 的 任 何 更 改 都 要 求 进 行 网 格 化 3 如 何 激 活 配 置? 回 答 : 单 击 ConfigurationManager 选 项 卡, 然 后 从 列 表 中 双 击 所 需 的 配 置 也 可 以 激 活 与 算 例 关 联 的 配 置, 方 式 是 双 击 算 例 的 图 标, 然 后 选 择 激 活 SW 配 置 4 什 么 是 刚 性 运 动? 回 答 : 刚 性 体 模 式 将 体 引 用 为 一 个 整 体, 无 变 形 体 上 两 个 点 之 间 的 距 离 总 是 保 持 为 一 个 常 量 不 变 运 动 不 会 导 致 任 何 应 变 或 应 力 5 什 么 是 h 自 适 应 方 法, 何 时 使 用 它? 回 答 :H 自 适 应 方 法 是 一 种 尝 试 自 动 提 高 静 态 算 例 的 方 法, 其 过 程 是, 估 计 应 力 场 中 的 误 差, 然 后 主 动 细 化 区 域 中 的 网 格, 直 到 到 达 估 计 的 准 确 度 级 别 为 止 6 与 使 用 网 格 控 制 相 比 较, 使 用 H 自 适 应 来 提 高 准 确 性 的 优 势 是 什 么? 回 答 : 在 网 格 控 制 中, 必 须 指 定 需 要 在 其 中 手 动 改 善 结 果 的 网 格 和 区 域 大 小 H 自 适 应 方 法 可 自 动 标 识 高 误 差 的 区 域, 并 继 续 细 化 网 格, 直 到 已 到 达 指 定 的 准 确 性 级 别 或 允 许 的 最 大 迭 代 数 为 止 7 元 素 个 数 是 否 会 改 变 p 自 适 应 方 法 的 迭 代 数? 回 答 : 否 P 自 适 应 方 法 会 增 大 多 项 式 的 阶 数, 以 改 善 具 有 高 应 力 误 差 的 区 域 中 的 结 果 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 2-17

46 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 课 堂 讨 论 生 成 频 率 算 例 要 求 学 生 为 整 块 板 和 四 分 之 一 板 配 置 生 成 有 孔 板 模 型 的 频 率 算 例 要 提 取 板 的 自 然 频 率, 将 不 会 应 用 任 何 夹 具 ( 控 制 四 分 之 一 板 模 型 对 称 性 的 那 些 除 外 ) 解 释 应 该 在 频 率 和 扭 曲 算 例 中 避 免 对 称 夹 具, 因 为 仅 提 取 对 称 模 式 所 有 反 对 称 模 式 将 会 丢 失 另 外 也 解 释 刚 性 体 模 式 没 有 夹 具 的 存 在 情 况 根 据 整 块 板 配 置 生 成 频 率 算 例 1 激 活 整 块 板 配 置 2 单 击 屏 幕 顶 部 的 SolidWorks 主 菜 单 中 的 模 拟 算 例 此 时 会 显 示 算 例 PropertyManager 3 在 名 称 下, 键 入 Freq-Whole 4 在 类 型 下, 选 择 频 率 5 单 击 设 置 频 率 算 例 的 属 性 1 右 键 单 击 SolidWorks Simulation 管 理 器 中 的 Freq-Whole 图 标, 然 后 选 择 属 性 此 时 将 显 示 频 率 对 话 框 2 将 频 率 数 设 置 为 15 3 在 解 算 器 下, 选 择 FFEPlus 4 单 击 确 定 应 用 材 料 将 整 块 板 算 例 中 的 有 孔 板 文 件 夹 拖 放 到 Freq-Whole 算 例 中 整 块 板 算 例 的 材 料 属 性 将 被 复 制 到 新 的 算 例 中 应 用 载 荷 和 夹 具 注 意 : 夹 具 和 压 力 将 不 在 频 率 分 析 的 考 虑 范 围 内 我 们 感 兴 趣 的 是 完 全 无 约 束 且 无 负 载 板 的 自 然 频 率 网 格 化 模 型, 然 后 运 行 算 例 1 右 键 单 击 网 格 图 标, 然 后 选 择 生 成 网 格 2 展 开 选 项 没 有 任 何 夹 具 的 模 型 仅 用 于 频 率 算 例 和 扭 曲 算 例 在 所 有 其 他 类 型 的 算 例 中, 必 须 应 用 适 当 的 夹 具 3 选 中 运 行 分 析 ( 解 算 ) 4 展 开 网 格 参 数 5 单 击 接 受 所 有 网 格 参 数 ( 最 大 元 素 大 小 最 小 元 素 大 小 圆 中 最 小 的 元 素 个 数 和 元 素 大 小 增 长 比 率 ) 的 默 认 设 置 2-18 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

47 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 列 出 共 振 频 率, 查 看 模 式 形 状 1 右 键 单 击 结 果 文 件 夹, 然 后 选 择 列 举 共 振 频 率 列 表 模 式 表 中 列 出 了 前 15 个 非 零 频 率 注 意 : 前 几 个 频 率 为 零 或 接 近 零 值 此 结 果 表 示 检 测 到 了 刚 性 体 模 式 并 分 配 了 非 常 小 的 值 ( 或 零 值 ) 因 为 我 们 的 模 型 完 全 无 约 束, 所 以 可 以 找 到 六 个 刚 性 体 模 式 第 一 个 非 零 值 对 应 频 率 #7, 幅 值 2,072.7 Hz 这 是 无 约 束 板 的 第 一 个 自 然 频 率 关 闭 列 表 模 式 窗 口 2 展 开 结 果 并 双 击 Displacement1 图 解 第 一 个 刚 性 体 模 式 形 状 会 出 现 在 图 形 区 域 中 注 意 : 频 率 #1 对 应 的 刚 性 体 模 式 为, 板 作 为 刚 性 体 沿 着 全 局 X 方 向 平 移 因 此, 没 有 显 示 任 何 变 形 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 2-19

48 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 查 看 板 真 正 的 第 一 个 自 然 频 率 1 右 键 单 击 结 果, 然 后 选 择 定 义 模 式 形 状 / 位 移 图 解 2 在 图 解 步 长 下, 为 模 式 形 状 输 入 7 3 单 击 确 定 注 意 : 频 率 #7 对 应 板 的 第 一 个 真 实 自 然 频 率 动 画 播 放 模 式 形 状 图 解 1 双 击 模 式 形 状 图 标 ( 例 如 Displacement6) 可 以 激 活 它, 然 后 右 键 单 击 此 图 标 并 选 择 动 画 此 时 会 显 示 动 画 PropertyManager 2 单 击 动 画 将 在 图 形 区 域 内 播 放 3 单 击 停 止 动 画 4 单 击 退 出 动 画 模 式 动 画 播 放 其 他 模 式 形 状 图 解 1 双 击 其 他 频 率 的 模 式 形 状 图 标 ( 定 义 更 高 模 式 的 新 模 式 形 状 图 解 ), 然 后 右 键 单 击 该 图 标 并 选 择 动 画 2 同 时 分 析 频 率 1 到 6 的 刚 性 体 模 式 动 画 根 据 四 分 之 一 板 配 置 生 成 频 率 算 例 1 激 活 四 分 之 一 板 配 置 2 按 照 上 述 步 骤 生 成 一 个 名 为 Freq-quarter 的 频 率 算 例 注 意 : 将 四 分 之 一 板 算 例 中 的 夹 具 文 件 夹 拖 放 到 Freq-quarter 算 例 并 抑 制 Reference Geometry-1 夹 具 2-20 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

49 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 列 举 共 振 频 率 前 5 个 共 振 频 率 现 已 按 如 下 方 式 列 出 动 画 播 放 Freq-quarter 算 例 的 模 式 形 状 图 解, 然 后 将 其 与 Freq-Whole 算 例 中 的 那 些 图 解 比 较 注 意 : 因 为 我 们 仅 分 析 了 模 型 的 四 分 之 一, 所 以 反 对 称 模 式 不 是 在 Freqquarter 算 例 中 捕 获 的 因 此, 强 烈 建 议 进 行 完 整 模 型 的 频 率 分 析 因 为 Symmetry-1 夹 具 在 特 定 方 向 约 束 模 型, 所 以 只 检 测 到 一 个 刚 性 体 模 式 ( 零 频 率 模 式 ) SolidWorks Simulation 教 员 指 南 2-21

50 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 项 目 使 用 壳 网 格 对 四 分 之 一 板 建 模 使 用 壳 网 格 对 四 分 之 一 板 模 型 求 解 您 将 应 用 网 格 控 制, 以 提 高 结 果 的 准 确 度 任 务 1 单 击 屏 幕 顶 部 的 SolidWorks 主 菜 单 中 的 插 入 曲 面 中 面 2 选 择 板 的 正 面 和 背 面, 如 图 所 示 3 单 击 确 定 4 生 成 名 为 Shells-quarter 的 静 态 算 例 5 展 开 有 孔 板 文 件 夹 并 右 键 单 击 实 体, 然 后 选 择 从 分 析 中 排 除 6 定 义 25mm( 薄 壁 变 形 ) 壳 要 进 行 此 操 作 : a) 右 键 单 击 Simulation 算 例 树 的 有 孔 板 文 件 夹 中 的 曲 面 实 体, 然 后 选 择 编 辑 定 义 b) 在 壳 体 定 义 PropertyManager 中, 选 择 mm, 然 后 为 抽 壳 厚 度 键 入 25 mm c) 单 击 7 将 合 金 钢 分 配 给 壳 要 进 行 此 操 作 : a) 右 键 单 击 有 孔 板 文 件 夹, 然 后 选 择 应 用 材 料 到 所 有 实 体 b) 展 开 SolidWorks 材 料 库, 并 从 钢 类 别 中 选 择 合 金 钢 c) 选 择 应 用 及 关 闭 8 将 对 称 夹 具 应 用 于 两 条 边 线 上, 如 图 所 示 注 意 : 对 于 壳 网 格, 可 以 充 分 约 束 一 条 边 线, 但 不 是 一 个 面 回 答 : 执 行 以 下 操 作 : a) 右 键 单 击 夹 具 文 件 夹, 然 后 选 择 高 级 夹 具 b) 在 夹 具 的 面 边 线 顶 点 字 段 中, 选 择 图 中 所 示 的 边 线 c) 在 方 向 的 面 边 线 基 准 面 基 准 轴 字 段 中, 选 择 Plane3 d) 约 束 垂 直 于 基 准 面 平 移 以 及 沿 基 准 面 方 向 1 和 沿 基 准 面 方 向 2 旋 转 e) 单 击 2-22 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

51 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 9 按 同 样 的 步 骤 对 图 中 所 示 的 其 他 边 线 应 用 对 称 夹 具 这 次 对 方 向 的 面 边 线 基 准 面 基 准 轴 字 段 使 用 Plane2 特 征 10 对 图 中 所 示 的 边 线 应 用 1 N/mm^2 (MPa) 的 压 力 回 答 : 执 行 以 下 操 作 : a) 右 键 单 击 外 部 载 荷 文 件 夹, 然 后 选 择 压 力 b) 在 类 型 下, 选 择 使 用 参 考 几 何 体 c) 在 压 力 的 面 边 线 字 段 中, 选 择 图 中 所 示 的 垂 直 边 线 d) 在 方 向 的 面 边 线 基 准 面 基 准 轴 字 段 中, 选 择 图 中 所 示 的 边 线 e) 在 压 力 值 对 话 框 中 指 定 1 N/mm^2 (MPa), 然 后 选 中 反 向 复 选 框 f) 单 击 11 对 边 线 应 用 网 格 控 制, 如 图 所 示 回 答 : 执 行 以 下 操 作 : a) 在 Simulation 算 例 树 中, 右 键 单 击 网 格 图 标, 然 后 选 择 应 用 网 格 控 制 此 时 会 显 示 网 格 控 制 PropertyManager b) 选 择 图 中 显 示 的 孔 边 线 c) 单 击 12 网 格 化 此 零 件, 然 后 运 行 分 析 回 答 : 执 行 以 下 操 作 : a) 在 SolidWorks Simulation 管 理 器 树 中, 右 键 单 击 网 格 图 标, 然 后 选 择 生 成 网 格 b) 使 用 默 认 的 网 格 参 数 c) 选 中 运 行 分 析 ( 解 算 ) d) 单 击 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 2-23

52 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 13 按 X 方 向 绘 制 应 力 图 解 最 大 SX 应 力 是 多 少? 回 答 : 执 行 以 下 操 作 : a) 在 SolidWorks Simulation 管 理 器 树 中, 右 键 单 击 结 果 文 件 夹, 然 后 选 择 定 义 应 力 图 解 此 时 将 显 示 应 力 图 解 对 话 框 b) 选 择 SX:X 法 向 应 力 ( 在 分 量 字 段 中 ) c) 选 择 N/mm^2 (MPa) 作 为 单 位 d) 单 击 e) 最 大 SX 法 向 应 力 是 2.96 MPa ( psi) 14 使 用 以 下 关 系 计 算 SX 法 向 应 力 的 误 差 : ErrorPercentage = SX Theory SX COSMOS SX Theory 100 回 答 : 最 大 SX 应 力 的 理 论 解 算 是 :SXmax = MPa ( psi) 最 大 SX 法 向 应 力 的 误 差 百 分 比 为 2.1% 在 大 多 数 设 计 分 析 应 用 中, 可 接 受 大 概 5% 的 误 差 2-24 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

53 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 课 程 2 词 汇 表 答 案 要 点 姓 名 班 级 : 日 期 : 用 适 当 的 词 填 空 1 通 过 在 应 力 集 中 区 域 自 动 细 化 网 格 来 改 善 应 力 结 果 的 方 法 :H 自 适 应 2 通 过 增 大 多 项 式 阶 数 改 善 应 力 结 果 的 方 法 :P 自 适 应 3 四 面 体 元 素 节 所 具 有 的 自 由 度 类 型 : 平 移 4 壳 元 素 节 所 具 有 的 自 由 度 类 型 : 平 移 和 旋 转 5 在 各 个 方 向 具 有 相 等 弹 性 属 性 的 材 料 : 同 向 性 6 适 用 于 大 容 量 模 块 的 网 格 类 型 : 实 体 网 格 7 适 用 于 薄 壁 模 块 的 网 格 类 型 : 壳 网 格 8 适 用 于 具 有 薄 壁 的 或 大 容 量 零 件 的 模 型 的 网 格 类 型 : 混 合 网 格 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 2-25

54 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 课 程 2 小 测 验 答 案 要 点 姓 名 班 级 : 日 期 : 说 明 : 答 题 时, 请 将 正 确 答 案 写 在 空 白 处 1 轴 和 高 品 质 壳 元 素 中 有 多 少 个 节? 回 答 :3 个 ( 轴 ),6 个 ( 高 品 质 ) 2 更 改 壳 厚 度 是 否 需 要 重 新 网 格 化? 回 答 : 否 3 什 么 是 自 适 应 方 法, 其 公 式 的 基 本 理 念 是 什 么? 回 答 : 自 适 应 方 法 是 尝 试 自 动 提 高 静 态 算 例 准 确 性 的 迭 代 方 法 它 们 是 基 于 对 应 力 场 中 误 差 状 况 的 估 计 基 础 之 上 的 如 果 节 通 用 于 几 个 元 素, 则 解 算 器 将 在 每 个 元 素 的 相 同 节 上 给 出 不 同 的 答 案 这 种 结 果 变 化 可 提 供 误 差 估 计 这 些 相 互 越 接 近, 节 上 的 结 果 就 越 准 确 4 在 算 例 中 使 用 多 个 配 置 的 优 点 有 哪 些? 回 答 : 您 可 以 在 一 个 文 档 中 处 理 模 型 几 何 体 每 个 算 例 都 与 配 置 相 关 更 改 配 置 的 几 何 体 将 只 会 影 响 与 之 关 联 的 算 例 5 如 何 快 速 生 成 一 个 新 的 与 现 有 算 例 差 别 较 小 的 算 例? 回 答 : 将 现 有 算 例 的 图 标 拖 放 到 SolidWorks Simulation 管 理 器 树 的 顶 部 图 标, 然 后 编 辑 添 加 或 删 除 特 征, 以 定 义 算 例 6 在 适 应 性 方 法 不 可 用 时, 如 何 使 结 果 具 有 置 信 度? 回 答 : 使 用 更 小 的 元 素 大 小 对 模 型 重 新 网 格 化, 然 后 重 新 运 行 算 例 如 果 结 果 中 的 更 改 仍 然 有 效, 则 重 复 此 过 程, 直 到 结 果 收 敛 7 本 程 序 计 算 应 力 位 移 和 应 变 的 顺 序 是 什 么? 回 答 : 本 程 序 依 次 计 算 位 移 约 束 和 应 力 8 在 自 适 应 解 算 中, 哪 些 数 量 收 敛 更 快 : 位 移 还 是 应 力? 回 答 : 位 移 收 敛 快 于 应 力 这 是 因 为 应 力 是 位 移 的 第 二 个 派 生 量 2-26 SolidWorks Simulation 教 员 指 南

55 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 课 程 摘 要 自 适 应 方 法 的 应 用 是 以 应 力 场 连 续 性 的 误 差 估 计 为 基 础 的 自 适 应 方 法 仅 可 用 于 静 态 算 例 自 适 应 方 法 可 提 高 准 确 性, 不 需 要 用 户 介 入 应 用 集 中 载 荷 点 上 的 理 论 应 力 是 无 限 制 的 当 您 在 奇 异 性 周 围 使 用 更 小 的 网 格 或 使 用 h 自 适 应 方 法 时, 应 力 持 续 增 大 应 用 网 格 控 制 需 要 在 算 例 运 行 之 前 标 识 临 界 区 域 自 适 应 方 法 不 需 要 用 户 标 识 临 界 区 域. 在 适 当 的 情 况 下 可 以 使 用 对 称, 减 小 问 题 大 小 对 于 对 称 基 准 面 上 的 几 何 体 夹 具 载 荷 材 料 属 性 模 型, 模 型 应 该 是 对 称 的 频 率 分 析 中 不 允 许 应 用 夹 具, 并 且 无 夹 具 表 示 出 现 刚 性 体 模 式 ( 零 接 近 零 值 频 率 ) 应 该 在 频 率 和 扭 曲 算 例 中 避 免 对 称 夹 具, 因 为 您 只 能 提 取 对 称 模 式 对 于 薄 壁 零 件, 最 好 使 用 壳 元 素 来 建 模 壳 元 素 可 抵 制 膜 片 和 折 弯 力 应 该 使 用 实 体 元 素 网 格 化 大 容 量 模 块 应 该 在 同 一 模 型 中 具 有 大 容 量 和 薄 壁 零 件 是 使 用 混 合 网 格 SolidWorks Simulation 教 员 指 南 2-27

56 课 程 2:SolidWorks Simulation 中 的 自 适 应 方 法 2-28 SolidWorks Simulation 教 员 指 南