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怎样利用simulation分析水下物体或存储容器

5月前浏览7460

本文摘要(由AI生成):

本文介绍了如何使用WPS AI或相关软件对一个由不锈钢制成的储水容器进行静应力分析。容器外部框架由焊件制作,内部通过曲面建立腔体。分析流程包括模型准备、设定坐标系、指定材料、设置曲面厚度、定义结点、设置夹具、施加非均匀压力载荷、生成网格和运行分析。文章还强调了壳单元和梁单元的使用、坐标系放置、单位换算以及结果真实比例设置的重要性。此外,还探讨了如果容器内储存物质变化或完全浸入液体中的分析方法,并提出了提高分析效率的建议。


怎样利用simulation分析储物容器或浸入水下物体

一、 simulation软件在分析中的优势

在日常设计工作中,往往需要分析一下,但是面对复杂繁多的分析软件,又是英文界面,想入门都要好长时间,更甭提即学即用了,而simulation恰好有这方面的优势,只要用solidworks建立好的模型,直接用simulation来分析,全中文界面,步骤简单,好学容易上手,正是因为这些优势,给想学习分析软件的学友们,提供了一个能快速学习并能独立进行分析的捷径,下面用两个实例来做介绍,按文章要求操作过后,只要会使用solidworks操作就会分析了 

二、 怎样进行simulation界面

1.点击solidworks插件上面的simulation按钮,过后几秒中,即可激活simulation插件

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2.命令栏中会出现simulation按钮,点击simulation,会出现simulation命令栏

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三、 工况介绍

用实例来说明,储物容器,储存了物体,比如最常见的储满了水,对这个容器进行分析,下面模型已经建立好了,如下

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外面框架是用焊件制作的,长1000,宽500,高1000,然后使用曲面建立了一个腔体,用来储存水,那么假如装满了水,材料为不锈钢,如何分析它的受力情况呢?

四、 分析流程

1.模型准备,必须要建立一个坐标系,水平面在哪个位置,就在那个位置建立一个坐标系,这是由于静水压力公式p=ρgh,水压与水的深度是线性关系,设置坐标系y正方向向下,在后面分析过程中将用到坐标系,水压随着y值增大而增加,这是此类分析必不可少的步骤,还有一个必须要做的,就是将模型中五个曲面缝合成一个曲面

2.激活simulation插件后,新建一个静应力分析算例

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点击左上角对号,确定,就生成了一个静应力分析算例

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注意分析界面左侧的运算树列,我们将从上往下操作,即可

 

3.在零件上右击,选择应用材料到所有实体,这里选择304不锈钢材料,应用后关闭

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如果不指定材料是无法运算的

4.设置曲面的厚度,由于腔体只是一个曲面,没有厚度,这里是无法分析的,需要指定它的厚度和厚度方向,点击打开零件1左侧的小三角,最下端的曲面显示出来,厚度未定义

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右击这个曲面,选择按所面定义壳体

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出现壳体定义对话框

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保持默认为薄,在所选实体窗口,选择外部五个面(为什么不选择内五个面,是因为外部面与框架接触在一起),厚度设置为3mm,还需要点击开最下面的偏移,查看厚度方向是否正确,确认无误点击对号确定

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5.在结点组上右击,选择编辑,出现编辑结点对话框,点击计算后,再点击左上角钩号,出现提示对话框,直接忽略点击确定即可,这是因为采用焊件建的模型,进入到simulation分析中,会自动转换为梁单元,必须要重新计算结点,如果全部是用实体或曲面建的模型,则没有此项操作

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6.分析树中的连结,不需要操作,默认为全部为接合

7.右击夹具使用固定几何体

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选择铰接,选择四个底脚接点如下,并确认

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8.在外部载荷上右击,选择压力(其实是压强),出现压力对话框

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保持默认垂直于所选面

在实体框中选择内部五个面,单位默认为N/m^2,注意压力方向是向外,可能需要勾选反向,

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再勾选非均匀分布(由于水压是线性分布,非均匀的),选择建立的坐标系

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再点击编辑方程式,输入方程式如下,这里千万注意单位的换算关系,水的密度为1,重力加速度为9.8,结果是pa(N/m^2)

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这个公式代表载荷是水压,随着水深度变化(y正方向),而线性加大,确定后,查看载荷符号,箭头长度也是线性变大的

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9.右击网格,保持默认设置,直接生成网格如下,这是simulation特点之一,用户不需要操心如何划分网格,直接自动生成即可

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10.在分析树顶部的静应力分析1右击,选择运行,由于本例中焊件采用的是梁单元,壳体采用的是壳单元,所以运算速度很快

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11.运算结果如下

双击应力结果

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双击位移结果

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在任意结果中右击可以看它的动画演示,也可以设定它们的变形形状的比例,基本上都设置为真实比例

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五、 总结拓展

本例关键知识点是学会定义壳单元和梁单元使用,定义非均布载荷,假如储存的不是水,是其他液体,甚至是细砂,谷物等,那怎样分析?很简单,只是在公式中更改所储存物的密度就行了,稍加思索便可以做到举一反三,还有如果是用实体建模,全部会使用实体单元,这样运算量会增大很多,所以尽可能使用壳单元和梁单元,节约计算成本。最重要的是,假如过来,模型是全部浸没入水或液体之中,又该怎样分析呢?请关注以后的学习课程

 

六、 个人经验总结

1.       进行有限元分析尽量使用壳单元和杆梁单元,如果必须用实体单元,考虑使用对称功能,其运算结果精度在可接受范围之内,但计算时间和资源大大降低,从而提高分析效率,可以把节约出来的资源用在网格进一步细分上。

2.       使用壳单元时,大多数情况下在模型中建立曲面,这样方便分析,减少操作步骤,比如本例中,如果使用钣金模块建立腔体,还需要添加焊缝,这样增加分析难度,而且增加操作步骤

3.       建模时需要考虑坐标系的放置

4.       添加公式时,一定要注意单位之间换算关系,如果发现结果误差很大,那基本上是单位的错误

5.       分析结果都需要设置成真实比例,否则容易造成结果误导


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免费怎样使用simulatio来分析储物容器模型.docx
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首次发布时间:2020-07-21
最近编辑:5月前
无限网格
本科 | 机械工程师 签名征集中
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未登录
2条评论
toughpanda
签名征集中
4年前
个人觉得SW simulation还是有很多可取之处的,尤其对于这种结构件的分析
回复 1条回复
toughpanda
签名征集中
4年前
个人觉得SW simulation还是有很多可取之处的,尤其对于这种结构件的分析
回复
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