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分析压力和失稳前应力分布的模拟实验

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】: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。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。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。单击“运行”按钮,运行静态分析。

分析压力和失稳前应力分布的模拟实验

978-7-111-47125-7-Chapter09-147.jpg单击“新算例”按钮978-7-111-47125-7-Chapter09-148.jpg,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978-7-111-47125-7-Chapter09-149.jpg,关闭对话框。

978-7-111-47125-7-Chapter09-150.jpg在SolidWorksS imulation模型树中新建的978-7-111-47125-7-Chapter09-151.jpg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。

978-7-111-47125-7-Chapter09-152.jpg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。

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图9-35 定义算例

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图9-36 定义屈曲属性

978-7-111-47125-7-Chapter09-155.jpg加载

978-7-111-47125-7-Chapter09-156.jpg单击“力”按钮978-7-111-47125-7-Chapter09-157.jpg,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。

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图9-37 设置端面的压力

978-7-111-47125-7-Chapter09-159.jpg单击“确认”按钮978-7-111-47125-7-Chapter09-160.jpg,完成一端的压力载荷添加。

978-7-111-47125-7-Chapter09-161.jpg单击“夹具顾问”按钮978-7-111-47125-7-Chapter09-162.jpg,弹出“Simulation顾问”栏,在栏中单击“978-7-111-47125-7-Chapter09-163.jpg”,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。

978-7-111-47125-7-Chapter09-164.jpg单击“确认”按钮978-7-111-47125-7-Chapter09-165.jpg,完成固定约束的添加。

978-7-111-47125-7-Chapter09-166.jpg划分网格并运行

978-7-111-47125-7-Chapter09-167.jpg单击“生成网格”按钮978-7-111-47125-7-Chapter09-168.jpg,打开“网格”属性管理器。保持网格的默认粗细程度。

978-7-111-47125-7-Chapter09-169.jpg单击“确认”按钮978-7-111-47125-7-Chapter09-170.jpg,开始划分网格,划分网格后的模型如图9-39所示。

978-7-111-47125-7-Chapter09-171.jpg单击“运行”按钮978-7-111-47125-7-Chapter09-172.jpg,运行分析。

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图9-38 设置另一端面的固定约束

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图9-39 划分网格后的空心杆

978-7-111-47125-7-Chapter09-175.jpg观察结果

978-7-111-47125-7-Chapter09-176.jpg双击SolidWorks Simulation模型树中结果文件夹下的“位移1”图标978-7-111-47125-7-Chapter09-177.jpg,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。

978-7-111-47125-7-Chapter09-178.jpg(www.xing528.com)

图9-40 位移分布云图

978-7-111-47125-7-Chapter09-179.jpg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。

978-7-111-47125-7-Chapter09-180.jpg计算失稳情况下空心杆的应力

978-7-111-47125-7-Chapter09-181.jpg单击“新算例”按钮978-7-111-47125-7-Chapter09-182.jpg,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。

978-7-111-47125-7-Chapter09-183.jpg在SolidWorks Simulation模型树中新建的978-7-111-47125-7-Chapter09-184.jpg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。

978-7-111-47125-7-Chapter09-185.jpg单击“确定”按钮,关闭对话框。

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图9-41 定义应力分析

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图9-42 设置静态选项

978-7-111-47125-7-Chapter09-188.jpg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。

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图9-43 复制载荷/约束

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图9-44 在失稳前的应力分布云图

978-7-111-47125-7-Chapter09-191.jpg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。

978-7-111-47125-7-Chapter09-192.jpg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。

978-7-111-47125-7-Chapter09-193.jpg在“力”属性管理器中将力的大小由1000N改变为21N。

978-7-111-47125-7-Chapter09-194.jpg在SolidWorks Simulation模型树中右击“屈曲分析”研究中的“网格”图标978-7-111-47125-7-Chapter09-195.jpg,在快捷菜单中选择“复制”命令。

978-7-111-47125-7-Chapter09-196.jpg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。

978-7-111-47125-7-Chapter09-197.jpg单击“运行”按钮978-7-111-47125-7-Chapter09-198.jpg,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978-7-111-47125-7-Chapter09-199.jpg,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。

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