六角扳手的靜力學(xué)分析

2017-04-15 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

一內(nèi)六角扳手尺寸如圖所示,求受載后的Mises應(yīng)力,位移分布。

材料性質(zhì):彈性模量 E=2e9,泊松比 v = 0.3。

邊界條件:一端固定。另一端程受兩個(gè)垂直方向力 Fy = 500N 和 Fz = 100N。

啟動(dòng)WELSIM

啟動(dòng)WELSIM有以下兩種方法,可以任意選一種。

1.雙擊桌面WELSIM v1.0的快捷方式圖標(biāo)。

2.在Windows操作系統(tǒng)中選擇:[開始]->[程序]->[WELSIM]->[WELSIM v1.0]。

啟動(dòng)WELSIM后,出現(xiàn)程序的主窗口界面。在窗口的頂端位置的工具欄點(diǎn)擊 “New”按鈕,如果您使用的是已經(jīng)激活授權(quán)的版本,就會(huì)建立一個(gè)初始化的項(xiàng)目。如下圖所示,

創(chuàng)建材料

雖然系統(tǒng)自帶一個(gè)Structural steel (結(jié)構(gòu)鋼)的材料并可以直接使用。為了大家能熟悉WELSIM建立材料的過程。我們來創(chuàng)建一個(gè)材料。在窗口左上角工具欄中點(diǎn)擊”Add Material”按鈕

,添加一個(gè)材料。右鍵點(diǎn)擊新加入的材料節(jié)點(diǎn)。雙擊材料節(jié)點(diǎn),會(huì)進(jìn)入到材料編輯模式。給材料添加2個(gè)屬性“Young’s Modulus”和“Poisson’s ratio”,并各自賦值 2e9 和 0.3。點(diǎn)擊OK按鈕結(jié)束材料定義。

網(wǎng)格劃分

WELSIM v1.0采用全自動(dòng)網(wǎng)格劃分的方式。用戶可以控制網(wǎng)格密度和單元類型。這里我們設(shè)置最大單元尺寸”Maximum Size”為0.002,其他不做修改。點(diǎn)擊工具欄中的網(wǎng)格劃分按鈕

,系統(tǒng)將會(huì)生成默認(rèn)的Tet10單元網(wǎng)格。網(wǎng)格的統(tǒng)計(jì)結(jié)果和顯示如下:共生成了10322個(gè)高階四面體單元,節(jié)點(diǎn)數(shù)為19256。

施加邊界條件

接下來我們施加2個(gè)邊界條件, 1個(gè)Y方向100N,Z方向500N的集中力,1個(gè)螺母端的固定約束。

1) 在工具欄中點(diǎn)擊“Add Force”按鈕施加集中力。在屬性窗口中設(shè)置施加面和力的大小方向。

2) 在工具欄中點(diǎn)擊“Add Constraint”按鈕施加一個(gè)全約束。

求解

當(dāng)邊界條件設(shè)置完畢以后,即可以點(diǎn)擊工具欄中的求解按鈕

進(jìn)行計(jì)算。

結(jié)果顯示

WELSIM v1.0當(dāng)前支持位移,應(yīng)力,和應(yīng)變?nèi)N最常用的結(jié)果。雙擊結(jié)果節(jié)點(diǎn),就可以查閱并分析結(jié)果了。下面分別是系統(tǒng)預(yù)制的全變形和von-Mises應(yīng)力結(jié)果。

1. 全變形(Total Deformation)

2. von-Mises 應(yīng)力

獲得應(yīng)力和變形值以后,分析也就完成了。這里我們最大的von-Mises應(yīng)力是1.082e9,最大變形是2.797(好大的變形,有點(diǎn)不物理了,不過證明WELSIM的計(jì)算還是很穩(wěn)健的,可以根據(jù)設(shè)置得出正確的解)。結(jié)合材料的許用應(yīng)力,我們就知道設(shè)計(jì)是否合理了。

轉(zhuǎn)載自公眾號(hào)WELSIM

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