六角扳手的靜力學分析

2017-04-15 by:CAE仿真在線來源:互聯網

一內六角扳手尺寸如圖所示,求受載后的Mises應力,位移分布。

材料性質:彈性模量 E=2e9,泊松比 v = 0.3。

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

啟動WELSIM

啟動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。

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

啟動WELSIM后,出現程序的主窗口界面。在窗口的頂端位置的工具欄點擊 “New”按鈕,如果您使用的是已經激活授權的版本,就會建立一個初始化的項目。如下圖所示,

創建材料

雖然系統自帶一個Structural steel (結構鋼)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。我們來創建一個材料。在窗口左上角工具欄中點擊”Add Material”按鈕

,添加一個材料。右鍵點擊新加入的材料節點。雙擊材料節點,會進入到材料編輯模式。給材料添加2個屬性“Young’s Modulus”和“Poisson’s ratio”,并各自賦值 2e9 和 0.3。點擊OK按鈕結束材料定義。

網格劃分

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

,系統將會生成默認的Tet10單元網格。網格的統計結果和顯示如下:共生成了10322個高階四面體單元,節點數為19256。

施加邊界條件

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

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

2) 在工具欄中點擊“Add Constraint”按鈕施加一個全約束。

求解

當邊界條件設置完畢以后,即可以點擊工具欄中的求解按鈕

進行計算。

結果顯示

WELSIM v1.0當前支持位移,應力,和應變三種最常用的結果。雙擊結果節點,就可以查閱并分析結果了。下面分別是系統預制的全變形和von-Mises應力結果。

1. 全變形(Total Deformation)

2. von-Mises 應力

獲得應力和變形值以后,分析也就完成了。這里我們最大的von-Mises應力是1.082e9,最大變形是2.797(好大的變形,有點不物理了,不過證明WELSIM的計算還是很穩健的,可以根據設置得出正確的解)。結合材料的許用應力,我們就知道設計是否合理了。

轉載自公眾號WELSIM

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