关于solidworks对结构架的分析与优化总结
SolidWorks是一种新型的软件,在现代社会也是十分的流行,那么你在使用SolidWorks中会不会出现一些问题呢?想要更好的使用它,下面就和小编一起来看看SolidWorks的结构分析与优化。
如果对单根梁进行受力分析显然很容易,但这个结构架为若干不同规格的结构架焊接而成,分析则比较复杂。每个转台台面钢架由8个扇形钢架组成,单件结 构架由三种不同规格的矩形管焊接而成,整个转台的承载能力要求为60 kn,结构架为8个,受力按均布载荷处理,这样每个结构架的受力按8 kn计算。扇形钢架是由80×60×5、60×60×5和40×20×2.5的矩形管焊接而成。
1 有限元模型的建立及分析
首先我们先用solidworks20xx建模。
新建一个零件文件,点击绘制草图,选择一个基准面。用相关的草图命令勾勒出线条,用尺寸进行约束。草图做好后,添加型钢。利用solidworks的焊接功能建模,点结构构件工具图标,选取边缘的线段做路径,材料规格选择方管管60×60×5。同理做出中间的大梁和其余的小梁,规格分别为80×60×5、40×20×2.5。然后利用剪裁命令处理掉多余的部分,建好的模型如图2。通过属性设置好材料,可知结构架的重量为82 kg。
梁的边缘都为圆角,这样分析起来会增加分析的时间。如果我们把结构架上圆角压缩掉,这样对计算结果没有什么影响并提高计算速度,所以将圆角都压缩掉。
1)由于目前的版本不支持多实体,所以先将多实体组合成单实体。运行solidworks自带的有限元分析插件simulation xpress。点选项,设置好分析结果的保存位置后,接着点下一步。然后点添加夹具,选择固定不动的面。本例中由于结构架靠中心支撑和轨板来支撑,所以选取这两个部分做固定约束部分。选好后接着下一步。
2)添加载荷。选择添加力,系统默认力的单位是公制(n),选取结构架约束的背面作为承重面,添加载荷大小为8 kn,方向垂直向下,选好后点确定,接着下一步。
3)选择材料。型钢的材料一般为q235,我们选择普通碳钢,其力学性能为δs=235 mpa,δb=370 mpa弹性模量为2×105 mpa,泊松比0.3,密度7.85×103 kg/m3。没什么问题就可以模拟了。
4)运行模拟。计算机首先对模型进行网格化,网格化是比较费时的,结构越复杂运行的时间会越长。当分析失败时可以减小网格的大小,完成网格化。接着系统自动分析。
现在我们所做的就是等结果。分析结束时solidworks自动列出零件所受的应力、位移、变形、和安全系数等参数。
在results一栏中点击显示von mises应力分析得知应力情况:最大应力为118 mpa,也就是结构架受力的薄弱环节。点击显示位移,位移情况:最大位移1.12 mm,从图上可以很明显的看出最大位移发生在梁的中部。系统也会自动列出安全系数,并且很清楚的表达出安全系数小于1的位置。本次分析的安全系数:结构架的安全系数为2.39。
2 优化及改进
根据平台的工况,2.39的安全系数有点保守了,结构架在满足使用条件的前提下优化设计,这里我们将原来60×40×5的方管改为60×40×4的矩形管,矩形管80×60×5变为80×60×4,看在同样的约束位置和相同载荷的情况下结构架的受力情况。
分析得知:最大应力205 mpa;最大位移1.17 mm;安全系数1.38。
当然软件分析只是一种依据,能否可以还要经过事实的检验。通过实际加载试验表明,更改后的结构完全算能满足平台的性能要求
3 小结
以前我们在计算的时候可能要通过繁琐的公式来进行计算,但计算的时候往往要讲模型简
化,这样虽然容易分析,但无疑会偏离正确的结果。现在通过应用solidworks有限元分析功能提高分析结果的准确性,也极大的提高了工作效率,同时节省了生产成本,为企业创造了效益。更改前每个结构架的重量为82 kg,更改后重量为61 kg,节省钢材21 kg,那么一个转台的重量节省168 kg。每年按70台生产量算则可节约11.76吨左右,钢材价格每吨5000元则仅此一项就可节约钢材成本5.88万元。
以上就是我全部的介绍.
第二篇:solidworks实训总结
solidworks实训总结
为期两周的solidworks实训已接近尾声,在这短短的两周里我们再次熟悉了运用平时学的solidworks课程,从中体会到了这种绘图系统的实用性。同时也感觉到,绘图作为机械设计过程中设计思想的载体,具备良好的绘图能力,是一个优秀的设计人员所具备的最基本素质。显然这次solidworks三维计算机辅助设计训练对于我们来说,为我们将来为从事设计打下了坚实的基础。
在平时上课都是老师给我们的一些基本操作做了演示,然后我们我在学习solidworks还是比较慢。因为以前没有接触过,学习基本是老师教的,陆续又借了些相关的书籍,看了相关solidworks的在线视频指导,熟悉了就开始画一些简单的图形。按照书上的教学方法一步一步的熟悉着画,半年的学习让我们对 solidworks 的掌握越来越娴熟,在这两周里进一步的让我们掌握了 solidworks的使用。
学习solidworks先明白一些概念。草图:草图通俗说就是形成三维实体的基本雏形(或者说是三维实体的某个位置上的剖视图! 特征:通俗来讲就是草图形成三维实体所要经过的变化,如拉伸等!一个草图可以有几种不同的特征!如:你将一个草图向一个方向进行拉伸后,你可再次选择这个草图,向另一个方向进行拉伸切除等。
在solidworks中,各种零件可由无数重方法生成,但制作时应选择最简便,迅速的方法.草图越简单越好.因为这样不仅提高效率,更重要的是减轻计算机的负担,零件的草图又多又复杂,等多个零件装配时会严重影响运行速度!提高这方面技能的方法就是多画图。学习solidworks中碰到很多困难的,在此过程有感谢老师和同学的帮助。
通过这次的solidworks实训,我认识到了熟练掌握solidworks的重要性,同时也认识到了自己存在的一些问题,这段时间,尽管每天都要学习,但是如果学习不连续下来,学习很难在短期内有大的提高;平时要有自学能力,许多网上对初学者和提高者及高级专业人士有相应的教学.学起事半功倍了;在学solidworks的过程中,要不断的学习其它相关联的知识,只有这样做你才能有所进步,不但solidworks很快上手,就是其它同类软件也很快上手,因为你有相当的理论,知道它的原理与实质;最后我认为交流对学习很重要.碰到不会的问题,可以请教同学,问老师是最好的方式之一!多看看身边的人是怎么画的,这样一定会有惊喜的收获,记得取长补短.