六角扳手的静力学分析

2017-04-15 by:CAE仿真在线来源:互联网

一内六角扳手尺寸如图所示,求受载后的Mises应力,位移分布。

材料性质:弹性模量 E=2e9,泊松比 v = 0.3。

边界条件:一端固定。另一端程受两个垂直方向力 Fy = 500N 和 Fz = 100N。

启动WELSIM

启动WELSIM有以下两种方法,可以任意选一种。

1.双击桌面WELSIM v1.0的快捷方式图标。

2.在Windows操作系统中选择:[开始]->[程序]->[WELSIM]->[WELSIM v1.0]。

启动WELSIM后,出现程序的主窗口界面。在窗口的顶端位置的工具栏点击 “New”按钮,如果您使用的是已经激活授权的版本,就会建立一个初始化的项目。如下图所示,

创建材料

虽然系统自带一个Structural steel (结构钢)的材料并可以直接使用。为了大家能熟悉WELSIM建立材料的过程。我们来创建一个材料。在窗口左上角工具栏中点击”Add Material”按钮

,添加一个材料。右键点击新加入的材料节点。双击材料节点,会进入到材料编辑模式。给材料添加2个属性“Young’s Modulus”和“Poisson’s ratio”,并各自赋值 2e9 和 0.3。点击OK按钮结束材料定义。

网格划分

WELSIM v1.0采用全自动网格划分的方式。用户可以控制网格密度和单元类型。这里我们设置最大单元尺寸”Maximum Size”为0.002,其他不做修改。点击工具栏中的网格划分按钮

,系统将会生成默认的Tet10单元网格。网格的统计结果和显示如下:共生成了10322个高阶四面体单元,节点数为19256。

施加边界条件

接下来我们施加2个边界条件, 1个Y方向100N,Z方向500N的集中力,1个螺母端的固定约束。

1) 在工具栏中点击“Add Force”按钮施加集中力。在属性窗口中设置施加面和力的大小方向。

2) 在工具栏中点击“Add Constraint”按钮施加一个全约束。

求解

当边界条件设置完毕以后,即可以点击工具栏中的求解按钮

进行计算。

结果显示

WELSIM v1.0当前支持位移,应力,和应变三种最常用的结果。双击结果节点,就可以查阅并分析结果了。下面分别是系统预制的全变形和von-Mises应力结果。

1. 全变形(Total Deformation)

2. von-Mises 应力

获得应力和变形值以后,分析也就完成了。这里我们最大的von-Mises应力是1.082e9,最大变形是2.797(好大的变形,有点不物理了,不过证明WELSIM的计算还是很稳健的,可以根据设置得出正确的解)。结合材料的许用应力,我们就知道设计是否合理了。

转载自公众号WELSIM

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