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SolidWorks停止CAE阐发的几种办法

光阴>2019-05-20 来源:网络

  跟着经济的睁开,设备制功课正面对越来越剧烈的竞争,如何使企业的产品在市场上对峙抢先地位;如何改良复杂的产品设计、削减从新设计;如何停止后期成就检测与纠正;如何使产品格量更高、成就更少,是从事设备制功课每个设计者必需正视的成就,从而给产品的设计者提出了挑衅。恰是在如许的条件下,三维软件获得弘大的睁开,企业依靠三维设计软件,应用壮大的CAD/CAM/CAE功效,使得设计效力获得了大大的提高。目前,重要的三维软件有SolidWorks、UniGraphics(UG)、Pro/Engineer、Inventor、CATIA等。

    SolidWorks是生信国际有限公司推出的基于windows的机械设计软件,它不只有壮大的三维实体建模和二维工程图临盆功效,而且还拥有丰富的第三方支撑软件,可以或许或许实现加工、阐发、仿真、逆向工程等工程应用,因为其优越的性价比,普遍的应用在中小企业中。

    ANSYS是美国ANSYS公司开拓的大型通用有限元阐发软件,是融布局、流体、电场、磁场、声场阐发于一体,以有限元阐发为基础的大型通用CAE软件,软件重要包含了3部分,前处理模块、阐发计算模块、后处理模块,而且开拓了与cad软件的数据接口,其缺点为自己很难树立复杂的三维模子。

    Workebench是ANSYS公司提出的协同仿真环境,解决企业产品研发过程中CAE软件的异构成就。Workbench的仿真环境有3点与传统仿真环境有所分歧:①客户化:Workbench像PDM那样,利用与仿真相干的API,根据用户的产品研发流程特色开拓实行构成仿真环境,而且用户自立开拓的脚与ANSYS已有的API等。这一特色也称为“实行性”;②集成性:Workbench把求解器看作一个组件,不论由哪个CAE公司供给那蠼馄都是平等的,在Workbench中颠末简略开拓都可间接调用;③参数化:Workbench对CAD体系的相干分歧寻常。它不只间接应用异构CAD体系的模子,而且树立与CAD体系机动的双向参数互动相干。Workbench由4个模块构成:DS、DM、DX、FE Modeler。

l SolidWorks与ANSYS的数据转换

    ANSYS软件供给了各种CAD软件的公用接口,它可以或许辨认IGES、ParaSolid、CATIA、SAT、CIF、Pro/E、UG等模范格式。SolidWorks与ANSYS停止有限元阐发的数据换恢要有3种格式,即IGES、ParaSolid和ACIS格式:①ICES(初始化图形换怀叨)是一种三维绘制软件与CAE软件之间换的通用换格式,ANSYS自己内置了IGES换还似,它支撑IGES格式文件的输入。在SolidWorks的三维建模中,将已经建好的三维模子另存为IGES格式,颠末过程如许的办法可以或许实现两种软件的数据换唬虎赑araSolid同样可以或许在SolidWorks中采纳另存为的办法获得,所以SolidWorks中建好的模子可以或许颠末过程这个办法导人ANSYS中;③SolidWorks能很容易天生ACIS格式,同时,ANSYS供给了与ACIS的接口,因此,颠末过程ACIS格式可以或许实现SolidWorks与ANSYS的数据换。用SolidWorks建模时输入的格式应防止应用IGES和ACIS格式,因为在实际的应用工程中,导入的模子因为布局复杂或三维建模的基准等成就发生一些元素丢失,经常出现一些错误,所以对付初学者不建议采纳此办法停止数据换,除非有分外请求才选用这两种办法停止数据转化。一样平常装配体和零件的数据输入应用ParaSolid格式,在应用ParaSolid格式时要注意SolidWorks与ANSYS的数据相匹配的成就。根据经验,在抉择PAPA版本本×抉择PAPAl4或更低的版本,ANSYS则应用ANSYS6.0以上的版本,同时,在SolidWorks与ANSYS的数据转换中还应注意单位设置对峙同等。

2 COSMOSXpress、COSMOSworks功效

    SolidWorks不但供给与其它CAE软件的数据接口,而且自己也供给了有限元阐发模块,即COSMOSXpmss和COSMOSworks功效。COSMOSXpress是COSMOSworks入门版本,可以或许或许对三维模子停止线性静态阐发,阐发后可以或许或许获得模子的应力散布图、位移散布图和模子的变形图。而COSMOSworks可以或许或许停止线性静态阐发、频率阐发、线性扭曲阐发、热力阐发、非线性阐发、掉落测试阐发和疲劳阐发,此中,在线性静态阐发中可以或许或许绘制出各个偏向上的位移、反感化力、接触压力、应力和应变。在线性静态阐发中,COSMOSXpress阐发的结果和COSMOSworks阐发的结果是同等的,所以在随后的阐发中,文中只给出了COSMOSXpress阐发结果。

3 实例阐发

    如图所示,用SolidWorks绘制的模子为一固定支架,它有两块钢板焊接而成,此中,固定板上开有4个规定孔,程度托盘承受4000Pa的均布压力,计算支架的位移和应力,已知资料的弹性模量为2.1×Pa,泊松比为0.28,资料的密度为7.8 x kg/.

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3.1利用COSMOSXpress建模阐发

 

    (1)启动SolidWorks进入环境,利用特征命令停止建模,模子如图1所示。

图1 SolidWorks树立的三维模子

图1 SolidWorks树立的三维模子

    (2)在对象栏下来菜单中选中自定义项,弹出自定义对话框,将模范菜单下的资料属性按钮拖到对象栏上,点击“资料属性”按钮,在资料编辑器中抉择“天生\编辑资料(C)”按钮,对弹出的对话框从新定义资料的属性,并给新建的资料添加一个名字,这里将泊松比设定为0.28,弹性模量设定为2.1×Pa,资料的密度改成7.8×kg/

图2 COSMOSXpress的应力散布图

图2 COSMOSXpress的应力散布图

图3 COSMOSXpress位移散布图

图3 COSMOSXpress位移散布图

    (3)启动COSMOSXpress,抉择“对象”下来列表中选中“COSMOSXpress”阐发向导,弹出COSMOSXpress对话框,按照向导的提醒将相干的参数输入到对话框中,检查结果,将相干的数据保留下来。

3.2利用ANSYS建模阐发

    (1)在SolidWorks2004中将建好的模子另存为ParaSolid的格式,此中注意保留的门路和文件名必需是英文,因为ANSYS软件不辨认中文信息。

    (2)启动ANSYS软件,抉择“file”下来列表中“import”选项,导入PARA格式。

    (3)定义单位范例,本次阐发采纳的单位格为Solid 20node 95。定义资料的属性,在Material Models对话框中定义资料的密度、弹性模量和泊松比。

    (4)划分网格,对模子添加束缚和载荷,求解模子,检查相干的数据并将必要的结果保留下来。

图4 ANSYS的应力散布图

图4 ANSYS的应力散布图

图5 ANSYS的位移散布图

图5 ANSYS的位移散布图

3.3利用workbench建模阐发

    (1)在SolidWorks的对象栏中点击“workbench”按钮,启动workbench软件。

    (2)对导人的模子保留为workbench自己的模子。

    (3)定义资料的属性,停止网格划分,添加束缚和受力。

    (4)运行计算,检查阐发结果。

3.4结果对比

 

    表1为各CAE软件的阐发结果,颠末过程阐发可以或许或许看出各个结果比较接近,但SolidWorks的阐发不如ANSYS和workbench精确,对付简略的布局阐发,可以或许或许采纳SolidWorks自带的阐发模块,而对付复杂的布局,它只要一定的应用和参考价值,建议应用ANSYS和workbench停止阐发。

图6 workbench的应力散布图

图6 workbench的应力散布图

图7 workbench位移散布图

图7 workbench位移散布图

表1计算结果统计表

表1计算结果统计表

4结论

    介绍了颠末过程SolidWorks软件停止CAE仿真的几种办法,并对软件之间的数据换怀删停止了一定的阐述,颠末过程COSMOSXpress、ANSYS和workbench对三维模子停止相应的有限元阐发,对比阐发结果,从而进一步了解Solidworks软件的CAE功效,结合其它阐发软件的优点发挥其自己的优势,为宽大工程设计职员供给更好的帮助。



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