案例研究 2：带轮装配体的频率分析

案例研究 2：带轮装配体的频率分析

在本案例研究中，您将对带轮装配体（见图 8.17）进行频率分析，并确定其前五个固有/共振频率及其相关的振型。

项目描述

带轮装配体的两个支撑部件均在底部固定，见图 8.18。带轮装配体的所有部件均由合金钢（SS）材料制成。

项目摘要

在本案例研究中，您将在不施加任何外力的情况下对带轮装配体进行频率分析。

注意：您可以在施加或不施加夹具和载荷的情况下进行频率分析。但是，建议对模型施加所需的夹具以表示其真实工作条件。虽然对模型施加外部载荷是可选的，但如果这样做，其影响会在频率分析中被考虑。

以下顺序总结了案例研究大纲：

1. 开始频率分析
2. 定义频率分析的属性
3. 施加材料和夹具
4. 生成网格
5. 运行频率分析
6. 显示固有/共振频率
7. 查看不同的振型
8. 保存结果

第 1 节：开始频率分析

1. 启动 SOLIDWORKS，然后从位置 > SOLIDWORKS Simulation > Case Studies > C08 Case Studies > Case Study 2 中打开 Pulley Assembly。

注意：如果之前未下载，您需要通过登录 CADArtifex 网站（cadartifex.com/login）下载包含本章文件的 C08 Case Studies 文件。

2. 单击 CommandManager 中的 Simulation 选项卡。将出现 Simulation CommandManager 的工具。
3. 单击 Simulation CommandManager 中的 New Study 工具。Study PropertyManager 将出现在图形区域的左侧。
4. 单击 PropertyManager 的 General Simulation 卷展栏中的 Frequency 按钮以执行频率分析，见图 8.19。

5. 在 PropertyManager 的 Name 卷展栏的 Study name 字段中输入 Pulley Frequency Study，见图 8.19。
6. 单击 PropertyManager 中的绿色对勾按钮 。Pulley Frequency Study 将添加到 Simulation Study Tree 中。

第 2 节：定义频率分析的属性

在开始执行频率分析之前，您可以定义其属性。

1. 在 Simulation Study Tree 中右键单击 Pulley Frequency Study（算例名称），然后在出现的快捷菜单中单击 Properties 工具，见图 8.20。将出现 Frequency 对话框，见图 8.21。

2. 确保在对话框的 Options 区域的 Number of frequencies 字段中输入了 5，以计算带轮装配体的前五个固有频率。
3. 单击对话框中的 OK 按钮。

第 3 节：施加材料和夹具

现在，您需要将材料和夹具施加到模型上。

1. 在 Simulation Study Tree 中右键单击 Parts 文件夹，然后在出现的快捷菜单中单击 Apply Material to All 工具，见图 8.22。将出现 Material 对话框。

2. 在对话框的 SOLIDWORKS Materials 库的 Steel 类别中选择 Alloy Steel (SS) 材料。
3. 单击 Material 对话框中的 Apply 按钮，然后单击 Close 按钮。Alloy Steel (SS) 材料即被施加到装配体的所有部件。

现在，您需要施加 Fixed Geometry 夹具。

4. 在 Simulation Study Tree 中右键单击 Fixtures 选项，然后在出现的快捷菜单中单击 Fixed Geometry 工具。将出现 Fixture PropertyManager。
5. 旋转装配体，以便您可以查看其底面。接下来，选择装配体两个支撑部件的底面以施加 Fixed Geometry 夹具，见图 8.23。

6. 单击 PropertyManager 中的绿色对勾按钮。Fixed Geometry 夹具即被施加到选定的面。现在，将装配体的方向改回等轴测。

第 4 节：生成网格

1. 使用 Create Mesh 工具以默认网格参数生成基于曲率的网格。图 8.24 显示了划分网格后的装配体。

第 5 节：运行频率分析

1. 单击 Simulation CommandManager 中的 Run This Study 工具。将出现 Pulley Frequency Study（算例名称）窗口，显示分析进度。运行分析的过程完成后，Results 文件夹将添加到 Simulation Study Tree 中。默认情况下，第一个固有频率的振型和合成振幅图解将出现在图形区域中，见图 8.25。

第 6 节：显示固有/共振频率

现在，您需要显示带轮装配体的固有/共振频率。

1. 在 Simulation Study Tree 中右键单击 Results 文件夹，然后在出现的快捷菜单中单击 List Resonant Frequencies 工具，见图 8.26。将出现 List Modes 窗口，见图 8.27。

List Modes 窗口显示每个振型编号计算出的固有/共振频率列表，以 Rad/sec 和 Hertz 为单位。此外，它还显示每个振型编号对应的周期（以秒为单位），见图 8.27。

2. 查看带轮装配体在每个振型编号下计算出的固有频率。振型编号 1 的频率约为 2262.1 hertz，振型编号 2 的频率约为 2370.3 hertz。您需要确保带轮装配体不会在其计算出的任何固有频率下工作，以避免因共振而失效。接下来，关闭 List Modes 窗口。

第 7 节：查看不同的振型

1. 默认情况下，Amplitude1 (-Res Amp - Mode Shape 1-) 结果在 Simulation Study Tree 的 Results 文件夹中被激活。因此，带轮装配体的振型 1 将出现在图形区域中，见图 8.28。要显示其他振型，请在 Simulation Study Tree 中双击各自的结果。图 8.29 显示了装配体的振型 2。

第 8 节：保存结果

1. 单击 Standard 工具栏中的 Save 工具。模型及其结果将保存在位置 > SOLIDWORKS Simulation > Case Studies > C08 Case Studies > Case Study 2 中。
2. 关闭 SOLIDWORKS 会话。