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1、Image courtesy of National Optical Astronomy Observatory,operated by the Association of Universities for Research in Astronomy,under cooperative agreement with the National Science Foundation.第十章 混合网格实体、梁和壳单元长沙凯士达信息技术开发有限公司CAE技术工程师：谢莉2 2006 SolidWorks Corp.Confidential.教学目标使用实体、梁和壳单元创建网格在混合网格装配体中设置不
2、同的壳与壳，以及壳与实体接触网格显示梁单元的分析结果3 2006 SolidWorks Corp.Confidential.知识点横梁结点在推导横梁单元的刚度矩阵时，所有横梁的横截面信息已经作为参数计算在内。因此，最终的网格源自基于结点 的线框。由结点确定的直线或曲线段将被划分为横梁单元。在分析时，结点是自动获取的，同时也可以将相距很近的结点合并。4 2006 SolidWorks Corp.Confidential.知识点横梁结点每个横梁的端点有6个自由度，对这6个自由度进行约束及释放能够代表各式各样的连接情形。刚性：所有自由度都约束于接合处。把所有力和力矩从横梁单元传递到接合上。铰链：端点
3、可自由旋转，不转移任何力矩到接合处滑动：端点可自由平移，不转移任何力到接合处手动：生成一个用户定义的连接类型5 2006 SolidWorks Corp.Confidential.知识点横梁应力横梁截面承载了一个轴心力 P 和两个力矩 M1 和 M2，如图所示四个应力选项：轴轴：均匀轴应力=P/A以当地方向以当地方向 1 折弯折弯：M1 所产生的折弯应力。（Ms/Ss）以当地方向以当地方向 2 折弯折弯：M2 所产生的折弯应力。（Mt/St）最糟情形最糟情形：通过对 M1 和 M2 所产生的轴应力和折弯应力求和，来自动计算横断面上临界点的最高应力。建议查看该应力建议查看该应力。方向1、方向26
4、 2006 SolidWorks Corp.Confidential.知识点横梁应力均匀轴应力=P/A均匀抗剪应力=V/A折弯动量 M 产生了随与中性轴之间的垂直距离 y 线性变化的轴应力。折弯应力(y)=My/I其中 I 是指中性轴的惯性矩。7 2006 SolidWorks Corp.Confidential.案例分析:颗粒分离器项目描述本例对颗粒分离器的支架进行分析。该支架实际上是一个带有各种角撑板的焊接件。支架除承受分离器400N的自重外，-X方向的风力也会使支架在一个方向产生向下4500N的力，而在支架另一侧产生向上4500N的力。本章将采用实体、壳和梁单元来进行分析8 2006 S
5、olidWorks Corp.Confidential.案例分析：颗粒分离器关键步骤创建梁单元计算结点合并太靠近的结点指定结点类型加载夹具及载荷划分模型网格运行分析图解显示并分析结果9 2006 SolidWorks Corp.Confidential.案例分析：颗粒分离器分析步骤打开文件“paricle separator450”切换配置“supporting frame”新建算例查看零件文件夹如图所示，存在四种类型的零件/实体角撑板角撑板为钣金，自动化为壳壳交叉板交叉板为曲面，化为壳壳，指定厚度5mm的粗的粗壳体。同时采用“不不包括在分析中包括在分析中”排除实体支脚支脚化为实体实体其余为焊
6、接件，焊接件，化为梁梁单元支脚（实体）交叉板（曲面）角撑板（钣金）10 2006 SolidWorks Corp.Confidential.案例分析：颗粒分离器分析步骤指定材料AISI 1020钢查看及编辑结点右击“结点组”，选择“编辑”。（紫红色）结点连接两个或更多的横梁构件（黄色）结点只连接一个横梁构件，并且与其他横梁断开连接。右击结点，可查看和修改结点，点击构件可进行添加与删除11 2006 SolidWorks Corp.Confidential.案例分析：颗粒分离器分析步骤连接支架腿到零件“支脚”连接交叉板到连接块12 2006 SolidWorks Corp.Confidentia
7、l.案例分析：颗粒分离器分析步骤爆炸视图连接角板到支架两个角板需要制定两个结合的相触面组13 2006 SolidWorks Corp.Confidential.案例分析：颗粒分离器分析步骤添加固定约束底板添加固定约束施加外部载荷顶部四个点添加100N的载荷，模拟分离器的重量14 2006 SolidWorks Corp.Confidential.案例分析：颗粒分离器分析步骤施加风载对两个点施加4500N的力，一侧朝+Z方向，另一侧朝-Z方向15 2006 SolidWorks Corp.Confidential.案例分析：颗粒分离器分析步骤划分网格，粗糙检查网格运行分析使用FFEPlus解算
8、器16 2006 SolidWorks Corp.Confidential.案例分析：颗粒分离器分析步骤显示位移图解17 2006 SolidWorks Corp.Confidential.案例分析：颗粒分离器分析步骤显示应力图解显示实体及壳体上的VonMises应力18 2006 SolidWorks Corp.Confidential.案例分析：颗粒分离器分析步骤显示应力图解显示横梁应力图解19 2006 SolidWorks Corp.Confidential.案例分析：颗粒分离器分析步骤显示应力图解显示横梁应力图解20 2006 SolidWorks Corp.Confidential
9、.案例分析：颗粒分离器分析步骤定义横梁图表列举横梁应力21 2006 SolidWorks Corp.Confidential.案例分析：颗粒分离器分析步骤22 2006 SolidWorks Corp.Confidential.课后练习项目描述本例将在运行工况下分析这个带有缺陷的传送架。支架所有6个支脚都以地脚螺栓方式固定在地面上两个倾斜的支脚能真正传递力矩。有缺陷23 2006 SolidWorks Corp.Confidential.课后练习分析流程打开零件设定单位为英制创建算例静态、横梁网格定义横梁单元指定材料为合金钢24 2006 SolidWorks Corp.Confidential.课后练习分析流程计算接合合并接近的接合弹球弹球25 2006 SolidWorks Corp.Confidential.案例分析分析流程约束竖直支脚不可移动约束倾斜支脚固定在拐角接合处定义载荷26 2006 SolidWorks Corp.Confidential.课后练习分析流程划分网格运行分析27 2006 SolidWorks Corp.Confidential.课后练习分析流程图解显示合位移