SolidWorks2014：飞轮应力分析的经典实例

本实例以图6-55所示的飞轮为例子，分析飞轮在以400rad/s的角速度旋转时的静应力。

飞轮是一个回转体，为了节省计算机资源和加快分析速度，只要取飞轮的1/4部分进行分析即可。如图6-56所示，把飞轮分割成1/4回转体，然后在两个截面施加圆形对称约束。又由于飞轮在工作时轴向和径向不会发生平移，因此还需要为飞轮内孔的圆柱面添加约束，使之只能绕着旋转轴运动。最后，因为飞轮在工作时高速旋转，还需要为飞轮添加离心力。

图6-55 飞轮

图6-56 飞轮的约束

——参见附带光盘中的“Start/ch6/6.2.1.sldprt”文件。

——参见附带光盘中的“End/ch6/6.2.1”文件夹。

——参见附带光盘中的AVI/ch6/6.2.1.avi

（1）在随书光盘中打开文件“飞轮.sldprt”，如图6-57所示。把鼠标移动到设计特征树的“阵列（圆周）1”上，单击右键，在弹出的菜单.中选择“压缩”，压缩圆周阵列特征，如图6-58所示。压缩特征后的模型如图6-59所示。

图6-57 飞轮

图6-58 压缩特征

图6-59 1/4飞轮

（2）单击Simulation标准工具栏中的“新算例”，左侧弹出如图660所示的对话框，在“类型”中单击“静应力分析”，最后单击“确定”新建一个算例。

图6-60 新建算例

（3）单击“应用材料”，弹出如图6-61所示的对话框，在材料库中选择“合金钢”，然后单击“应用”，最后单击“关闭”，关闭对话框。

图6-61 应用材料

（4）单击“夹具顾问”附加菜单的“固定几何体”，弹出如图6-62所示的对话框，在“高级”中选择“圆周对称”，在“选择面”中分别选择图中所示的“面1”和“面2”，在“轴”中选择“基准轴1”，最后单击“确定”，为飞轮添加圆周对称约束。

(www.xing528.com)

图6-62 圆周对称

（5）单击“夹具顾问”附加菜单的“固定几何体”，弹出如图6-63所示的对话框，在“高级”中选择“在圆柱面上”，在“夹具的圆柱面”中选择图中所示的圆柱面，在“平移”选项中，分别单击“径向”和“轴向”，并在径向和轴向的平移位移中输入0，最后单击“确定”，为飞轮添加约束。

图6-63 在圆柱面上

（6）在“外部荷载顾问”附加菜单中单击“离心力”，弹出如图6-64所示的对话框，在“方向的轴、边线、圆柱面”中选择图中所示的圆柱面，在“角速度”中输入400，最后单击“确定”，为飞轮添加离心力。

图6-64 添加离心力

（7）单击Simulation标准工具栏中的“生成网格”，弹出如图6-65所示的对话框，在“网格参数”中选择“基于曲率的网格”，在“单元大小增长比例”中输入1.5，其余参数保持默认即可，最后单击“确定”划分网格，划分好网格的模型如图6-66所示。

图6-65 划分网格

图6-66 模型的网格

（8）单击Simulation标准工具栏中的“运行”，弹出如图6-67所示的运行分析对话框，分析完成后，该对话框自动关闭。

图6-67 运行分析

（9）单击“结果”文件夹的“应力1”，绘图区域显示如图6-68所示的应力云图；再单击“结果”文件夹的“位移1”，可以得到如图6-69所示的位移云图；最后单击“结果”文件夹的“应变1”，得到如图6-70所示的应变云图。此时对飞轮的静应力分析已经结束，保存文件即可。

图6-68 应力云图

图6-69 位移云图

图6-70 应变云图