基础教程：双环装配体分析

本例将分析一个结构简单的双环装配体，环的外侧在拉力作用下使每个环都承受接触压力。本练习将学习如何创建模型的曲面接触条件，以及如何进行分析。

本练习将应用以下技术：

● 零部件接触选项。

● 检查装配体结果。

● 接触应力。

如图3-32所示，在U形支架的平板施加3.5MPa的压力载荷。卡住大圆环的平板被固定约束。环外侧的作用力使每个环都承受接触压力。

图3-32 双环装配体模型

操作步骤

步骤1 打开装配体

打开文件夹“SolidWorks Simulation\Lesson03\Exercises\Two Ring Assembly”下的文件“TwoRingsAssem.sldasm”。

步骤2 设定SolidWorks Simulation选项

设置全局【单位系统】为【公制SI（MKS）】，【长度/位移】单位为毫米，【压力/应力】单位为N/mm²（MPa）。

步骤3 定义静应力分析算例

创建一个【静应力分析】算例，命名为“Pressure Loading”。

步骤4 应用材料属性

在SolidWorks Simulation study树中，右键单击【零件】并选择【应用材料到所有】。从SolidWorks material库中，选择【AISI 1020】。

步骤5 施加固定约束

在TwoRingsPart1的背面添加【固定几何体】的夹具，如图3-33所示。

步骤6 约束零件TwoRingsPart2使其仅能在载荷方向上移动

右键单击【夹具】，选择【固定几何体】。在【高级】中选择【使用参考几何体】，并选择Plane2为约束参考几何体。再选择三个圆柱表面应用边界条件。设置【沿基准面方向2】和【垂直于基准面】，位移分量为0mm。单击【确定】，结果如图3-34所示。

图3-33 施加固定约束

步骤7 施加压力

沿TwoRingsPart2表面法向施加3.5MPa的压力，如图3-35所示。

步骤8 更改顶层零部件接触选项(www.xing528.com)

为了在载荷作用下允许两个环之间的相对运动，修改默认的零部件接触（全局接触），条件为【无穿透】。

图3-34 使用参考几何体施加约束

步骤9 应用网格控制

在TwoRingsPart2的半环面应用网格控制。在单元大小栏中键入2mm，其他选项为默认值，如图3-36所示。

图3-35 施加压力

图3-36 应用网格控制

步骤10 划分网格

在【网格参数】下选择【基于曲率的网格】。使用默认单元大小对模型划分网格。使用【高】品质单元。

步骤11 运行分析

步骤12 图解显示应力结果

可以看到模型的最大应力为607MPa，如图3-37所示，这高于屈服强度351MPa。如果这些载荷条件是真实运行中的数值，则需要进行重新设计，选用新的材料或选择新的设计方案。

图3-37 应力结果显示

提示

最大应力出现在两环接触的位置，在使用粗网格的情况下可能不是很精确。这里有必要划分更细的网格来预测精确的接触应力。

步骤13 图解显示位移结果

模型的最大位移为0.44mm，如图3-38所示。

图3-38 位移结果显示

步骤14 动画模拟位移结果

步骤15 保存并关闭文件