SOLIDWORKS做受力分析应用分享

一、 摘要

本篇文章主要分享在使用SOLIDWORKS Simulation做零件分析时，需要注意的关键分析流程以及解释应力奇异与应力集中的问题。

二、 软件介绍

SOLIDWORKS^® Simulation 是一个与 SOLIDWORKS 完全集成的设计分析系统。 SOLIDWORKS Simulation 为线性和非线性静态、频率、扭曲、热力、疲劳、压力容器、跌落测试、线性和非线性动态和优化分析提供了模拟解决方案。

三、 应用分享

1.插件  在SOLIDWORKS工具栏/工具/插件，打开SOLIDWORKS SIMULATION插件。

2. SIM系统设置  在主菜单窗格点击SIMULATION，在下拉列表中点击选项：

(1) 系统选项  设置SIM系统的功能菜单，会应用于所有案例。

(2) 默认选项  设置SIMULATION静态分析默认解算器和保存结果路径。

3. 分析流程：用于出工程图的模型不可用来直接作为分析模型，需将不必要的特征简化。

4. 模型分析：图示L型支架形支架上端面固定，同时在下端面施加900N弯曲载荷。利用Simulation求解模型，比较带圆角和不带圆角的情况下应力分布情况。

经过分析，不带圆角的情况下，随着网格的加密，应力值不断变大

带圆角情况下，随着使用细化网格来控制圆角区域，应力值趋于稳定

四、 结论

造成此类现象的原因是模型存在应力奇异性，这是由于数学模型的算法引起的现象，而不是模型真实的应力表现形式。

遇到此类问题，我们需要通过多次网格细化排查模型是否存在应力奇异。

应力集中

应力集中是设计工程师在设计产品过程中不可避免的问题。指受力构件由于外 界因素或自身因素几何形状、外形尺寸发生突变而引起局部范围内应力显著增大的现 象。多出现于尖角、孔洞、缺口、沟槽以及有刚性约束处及其邻域。

应力奇异性

受力体由于几何关系，在求解应力函数的时候出现的应力无穷大。根据弹性理论，  在尖角处的应力是无穷大；由于离散化误差，有限元模型并不会产生无穷大的应力结 果，而会形成本例中随着网格的细化，得出的应力值大幅度增加的现象。应力奇异是 数学算法问题。应力奇异点一般出现在刚性约束和尖角处。