教程 6

在本教程中，您将从之前下载的文件夹中打开 c07_tut06 文件，并对轮辋模型执行静态结构算例，参见图 7-40。边界条件如图 7-41 所示，模型材料为 Zinc AC 41A Alloy, as Cast。此外，为了理解几何优化的重要性，您将优化模型，然后评估结果。（预计时间：1.5 小时）

完成本教程需要以下步骤：

a. 启动 SOLIDWORKS Simulation 并导入模型。

b. 启动新的静态算例。

c. 应用材料、夹具和载荷。

d. 创建网格。

e. 运行算例。

f. 查看结果。

g. 创建第二个算例。

h. 创建第三个算例。

i. 比较结果。

启动 SOLIDWORKS Simulation 并导入模型

现在，您需要导入带轮模型进行分析。

从 SOLIDWORKS 菜单的文件菜单中选择打开；将显示打开对话框。
选择 c07_tut06（带轮模型），并从对话框中选择打开按钮；所选模型将在 SOLIDWORKS 中打开。

启动仿真实例

使用模型的默认配置启动算例。

从 Simulation 命令管理器中的新建算例飞出工具中选择新建算例选项，参见图 7-42；将显示算例 PropertyManager。或者，您可以通过从 SOLIDWORKS 菜单中的 Simulation > 算例选择算例选项来调用算例 PropertyManager。

从算例 PropertyManager 中选择静态按钮，并输入算例名称 Static Study。接下来，选择确定；将显示 Simulation 算例树，参见图 7-43 和 7-44。

应用材料

现在，您需要将锌合金材料应用到模型。

在 Simulation 算例树中右键单击 c05_tut01 零件节点，参见图 7-44，并从快捷菜单中选择应用/编辑材料选项；将显示材料对话框。
在材料对话框中展开 SOLIDWORKS 材料节点。接下来，展开其下的锌合金子节点并选择 Zinc AC41A Alloy, As Cast 材料；所选材料的所有属性将显示在对话框的属性选项卡下。
从对话框中选择应用按钮；锌合金材料将应用到模型。
接下来，选择关闭按钮以关闭材料对话框。

应用约束

可用的载荷和约束类型取决于算例类型。通过使用相应的 PropertyManager 应用载荷或约束以使模型稳定。您可以对模型的 1/4 部分使用对称条件，而不是完整模型。未建模部分的结果将从建模部分推导得出。如果需要，您可以利用对称方法帮助减小问题规模并获得更准确的结果。

在 Simulation 算例树中右键单击夹具节点，参见图 7-45，并从快捷菜单中选择高级夹具选项；将显示夹具 PropertyManager，如图 7-46 所示。

从高级（使用参考几何体）卷展栏中选择循环对称按钮。
在选择（面）框中选择如图 7-47 所示的面。请注意，面 1 应位于第一个选择（面）框中，面 2 应位于第二个选择（面）框中。
接下来，在轴选择下选择模型的轴。如果您无法从图形窗口中选择轴，请从设计树中选择它。接下来，从夹具 PropertyManager 中选择确定按钮以关闭 PropertyManager。

现在，您需要将固定几何体约束应用到带轮的圆形面。

右键单击夹具节点，然后从快捷菜单中选择固定几何体选项；将显示夹具 PropertyManager。
在夹具的面、边线、顶点选择框中选择所述的圆形面，如图 7-47 所示（孔的圆形曲面），然后从 PropertyManager 中选择确定按钮。

应用载荷

现在，您需要在模型的圆形面上绕轴施加 100 Nm 扭矩。

在 Simulation 算例树中右键单击外部载荷节点，并从快捷菜单中选择扭矩选项，如图 7-48 所示；将显示力/扭矩 PropertyManager。
如果未选择力/扭矩卷展栏中的扭矩按钮，请选择它；将显示对应于扭矩面和方向轴圆柱面对应的选择框。
在扭矩面选择框下选择所述面，然后在轴、方向圆柱面选择框下选择轴，参见图 7-49。图 7-50 显示了要选择的面和轴。

从单位下拉列表中选择 SI 单位系统，然后在力/扭矩 PropertyManager 的扭矩值编辑框中输入 100。如果需要，您可以使用反转方向复选框更改所施加扭矩的方向。
选择确定按钮以关闭 PropertyManager。

创建网格

现在，您需要创建网格以将模型分割成小块。

在 Simulation 算例树中右键单击网格节点，并从快捷菜单中选择创建网格选项；将显示网格 PropertyManager，如图 7-51 所示。
接受默认设置，并从 PropertyManager 中选择确定按钮；将显示进度窗口并在模型上创建网格，参见图 7-52。请注意，如果您更改网格密度，您得到的结果将会改变。

运行算例

现在，您需要运行仿真算例，以基于输入到模型的数据获得结果。

在 Simulation 算例树中右键单击 Static Study 节点，并从快捷菜单中选择运行选项；将显示 Static Study 进程窗口并开始求解过程。

求解完成后，Simulation 算例树中将添加一个结果节点。此外，生成的模型将显示 von-Mises 应力图解，如图 7-53 所示。您也可以绘制完整模型的 von-Mises 应力结果。

在 Simulation 算例树中选择结果节点下的 Stress1(-vonMises-) 子节点。接下来，右键单击它；将显示一个快捷菜单。
从快捷菜单中选择编辑定义选项；将显示应力图解 PropertyManager。
单击高级选项卷展栏的下箭头以展开它。
现在，选中此卷展栏下的显示对称结果复选框，然后从应力图解 PropertyManager 中选择确定按钮；将显示完整模型的 von-Mises 应力图解。图 7-54 显示了完整模型的 von-Mises 应力结果。

默认情况下，图解中显示 von-Mises 应力。要查看其他结果，请双击 Simulation 算例树结果节点中的相应选项。

注意

您也可以更改结果的单位。为此，右键单击 von Mises 图例以显示菜单。接下来，选择编辑定义；将显示应力图解 PropertyManager。接下来，选择定义选项卡 > 显示卷展栏，然后从单位下拉列表中选择所需单位。确保您已选择所需的单位系统。您也可以更改单位系统。为此，从 Simulation 菜单中选择选项；将显示系统选项 - 常规对话框。接下来，选择默认选项选项卡，然后从单位系统区域中选择所需的单位系统。

查找安全系数

在 Simulation 算例树中右键单击结果节点，并从显示的快捷菜单中选择定义安全系数图解；将显示安全系数 PropertyManager，如图 7-55 所示。

保持安全系数 PropertyManager 中的所有选项不变，并选择下一步按钮；安全系数 PropertyManager 将修改，如图 7-56 所示。
在步骤 2（共 3 步）卷展栏的乘数编辑框中，保留默认值 1，然后选择下一步按钮；安全系数 PropertyManager 再次更改，如图 7-57 所示。

在最小安全系数编辑框中输入 2，并选择确定按钮；将显示安全系数分布图解，如图 7-58 所示。

图解结果显示此算例的最小安全系数为 2.7。因此，下一个算例的安全系数应等于 2.7 或大于 2.7。

保存算例

在模型上执行算例后，您需要将结果和文件保存到指定文件夹中，然后退出 SOLIDWORKS Simulation。

选择菜单栏中的保存按钮以保存所有算例。
退出 SOLIDWORKS Simulation。