SolidWorks Simulation 有限元分析实例练习（7）：支架受力分析

问题描述：一个支架零件通过两个螺栓孔固定在装配体上，支架的沉头孔的表面上承受了500N的法向压力。

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方法：

1.打开零件。

2.首先我们新建一个静应力分析的算例，如下图所示。

3.设置材料。我们需要为模型指定模型的材料属性。点击选中模型，鼠标右键选择“应用/编辑材料”。

指定模型的材料为1060合金，如下图所示。

4.添加夹具。为了完成静态分析，我们在扳手的一侧添加固定几何体约束模拟扳手与螺母接触。点击夹具鼠标右键选择“固定几何体”。

在螺栓孔圆柱面上添加固定几何体约束。

5.添加外部载荷。模型约束好之后，我们需要向模型施加外部载荷。选择外部载荷，鼠标右键选择“力”。

在支架的沉头孔面上添加500N的力。

6.划分网格。划分网格是进行有限元分析的基础。点击网格，鼠标右键选择“生成网格”。

点击勾号完成。

7.运行分析。选择静应力分析1，鼠标右键选择“运行”。

可以看到模型最大的von Mises应力值为32MPa，明显超出材料1060合金的屈服强度27.5MPa。

最大位移如下图所示。

目前得到的结果精度足够了吗？通过观察von Mises应力的分布得知，在高应力集中的区域，单元之间的应力跳跃十分明显。

下面我们通过更细的网格来重新分析该算例。

8.通过复 制算例创建新的算例。

9.重新划分网格。拖动网格密度滑动条到最右边，如下图所示。

最终生成的网格如下图所示。

可以看到模型最大的von Mises应力值为32MPa提高到了39.75MPa，超出材料1060合金的屈服强度27.5MPa。

10.探测圆角处的应力。勾选“在所选实体上”，选择两个凸台之间圆角的7个面，在单击更新。

可以发现圆角处的最大应力值为30.152MPa，稍高于材料的屈服强度。

由此可以判定网格细化决定了仿真的有效性，要想得到更好的应力结果，有必要创建更加精细的网格。

最大位移由0.0677上升到0.0684。

我们可以观察到结果位移的改变量只有1%，而von Mises应力值改变了24%。应力的改变量变化较大主要是因为位移是有限元分析中的主要未知量，比应力和应变更加精确。相对较粗的网格也可以得到满意的位移结果，然而要得到满意的应力结果，就需要更加精细的网格。