分析压力和失稳前应力分布的模拟实验

单击“新算例”按钮，打开“新算例”对话框。定义名称为“屈服分析”；分析类型为“屈曲”，如图9-35所示。单击“确定”按钮，关闭对话框。

在SolidWorksS imulation模型树中新建的单击右键，单击“属性”，打开“屈曲”对话框。在“选项”标签下选择“使用软弹簧使模型稳定”按钮，如图9-36所示。

在SolidWorks Simulation模型树中可以看到模型已经被赋予了SoildWorks自带的ABS塑料的材料特性。

图9-35 定义算例

图9-36 定义屈曲属性

加载

单击“力”按钮，打开“力”属性管理器。设置加载力的类型为“力”；在图形区域中选择空心杆的端面作为力的加载面；并在力值中设置力的大小为1000N，具体选项如图9-37所示。

图9-37 设置端面的压力

单击“确认”按钮，完成一端的压力载荷添加。

单击“夹具顾问”按钮，弹出“Simulation顾问”栏，在栏中单击“”，然后在图形区域中选择空心杆的另一端面，添加固定几何体约束，具体选项如图9-38所示。

单击“确认”按钮，完成固定约束的添加。

划分网格并运行

单击“生成网格”按钮，打开“网格”属性管理器。保持网格的默认粗细程度。

单击“确认”按钮，开始划分网格，划分网格后的模型如图9-39所示。

单击“运行”按钮，运行分析。

图9-38 设置另一端面的固定约束

图9-39 划分网格后的空心杆

观察结果

双击SolidWorks Simulation模型树中结果文件夹下的“位移1”图标，观察梁在给定约束和弯扭组合加载下的位移分布云图，如图9-40所示。

图中左上端显示计算得出的弯曲载荷因子（Buckling Load Factor）BLF=0.022226。也就是说临界弯曲载荷（Critical buckling loads）CBL=1000N×BLF=22.226N。

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图9-40 位移分布云图

计算表明空心杆在F=1000N的压力载荷下会发生压缩失稳，当F=22.226N时，空心杆即可能发生失稳情况。

计算失稳情况下空心杆的应力

单击“新算例”按钮，打开“新算例”对话框。定义名称为“应力分析”；分析类型为“静应力分析”；如图9-41所示。

在SolidWorks Simulation模型树中新建的单击右键，单击“属性”，打开“静应力分析”对话框。在“选项”标签中选择“使用软弹簧使模型稳定”复选按钮，如图9-42所示。

单击“确定”按钮，关闭对话框。

图9-41 定义应力分析

图9-42 设置静态选项

分别右击“屈曲分析”模型树中的“夹具”和“外部载荷”图标，在弹出的快捷菜单中选择“复制”命令，如图9-43所示。

图9-43 复制载荷/约束

图9-44 在失稳前的应力分布云图

分别右击“应力分析”模型树中的“夹具”和“外部载荷”图标，在弹出快捷菜单中选择“粘贴”命令。将约束与载荷复制到“应力分析”研究中。

右击SolidWorks Simulation模型树中“应力分析”研究中的“力-1”，在快捷菜单中选择“编辑定义”命令。

在“力”属性管理器中将力的大小由1000N改变为21N。

在SolidWorks Simulation模型树中右击“屈曲分析”研究中的“网格”图标，在快捷菜单中选择“复制”命令。

右击SolidWorks Simulation模型树中“应力分析”研究中的“网格”图标，在快捷菜单中选择“粘贴”命令。

单击“运行”按钮，运行静态分析。

运行完分析后，双击SolidWorks Simulation模型树中结果文件夹下的“应力1”图标，观察梁在给定约束和加载下的应力分布图解，如图9-44所示。

综合以上结果来看，空心杆在受沿轴线的压应力情况下首先发生失稳变形，在这之前不会出现强度破坏。空心杆的受压失稳是设计中主要考虑的问题。