SolidWorks Simulation经典图解应用教程

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2024年7月26日发(作者：)

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SolidWorks Simulation经典图解应用教程

我们将用一个实例来详细介绍应用S o l i d W o r k s Simulation进行零件线性静态分

析的详细步骤，以便读者进一步了解分析要领。

一、轴的线性静态分析

1.启动SolidWorks软件及SolidWorks Simulation插件通过“开始”菜单或桌面快捷

方式打开SolidWorks软件 并新建一零件，然后启动SolidWorks Simulation插件，如图1

所示。

图1 启动软件及Simulation插件

2.新建如图2所示轴

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图2 建立的零件模型

3.线性静态分析

1)单击“S i m u l a t i o n”标签，切换到该插件的命令管 理器页，如图3所示。

单击“算例”按钮 下方的小三角， 在下级菜单中单击“新算例”按钮，如图4所示。

在左侧特 征管理树中出现如图5所示的对话框。

图3 插件面板

图4 新建算例

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图5 选择分析类型

图6 打开算例后的命令面板

图7 选择合金钢材料

2)在“名称”栏中，可 输入你所想设定的分析算例的名 称。我们选择的是“静态”按

钮(该按钮默认即为选中状态)。 在上述两项设置完成后单击确定 按钮 。我们可以发现，

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插件的 命令管理器发生了变化，如图6所 示。

3)单击“应用材料”按钮，出现“材料”对话框。在 对话框中选中“自库文件”按 钮，

并在右侧的下拉菜单中选中“s o l i d w o r k s m a t e r i a l s”项， 然后再单击

“钢”左边的加号， 并在展开的材料中选择“合金 钢”。合金钢的机械属性出现在对话框

右侧的“属性”标签中，如图7所示。然后单击“确定”按钮完成材料的指定。

如果你所用的合金钢的性能参数与软件自带的有出入，需要修改的话，则可按下面的方

法进行。

◎确保你选中了相近的材料，如合金钢。

◎选中“自定义”单选框，此时对话框右侧的材料属 性变为可编辑状态，接下来即可

按照实际数据进行更改，如 图8所示。

图8

自定义材料

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图9 保存自定义材料

阶梯教室

◎修改完成后单击“保存”按钮，以保存修改。此时 会弹出“另存为”对话框，如图

9所示。指定保存的路径及 文件名，单击“保存”按钮。

◎ 现 在 所自 定 义 的 材 料已 完 成 ， 下 面 又该 如 何 应 用 呢?还是在如图

8所示的对话框中选中“自库文件”单选 框，然后在右侧的下拉菜单中选中你刚才保存的

自定义材 料，再在下方的列表中选中自定义的材料，单击“确定”按钮完成材料指定，如

图10所示。

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图10 选用自定义材料

4)单击“夹具”按钮 下方的小三角，并单击下级菜单中的“固定几何体”按钮，此

时在左侧的特征树中出现对话框。在图形区域单击右侧上、下两键槽的两个侧面(见图11)，

“面<1>”～”面<4>”出现在“夹具的面、边线、 顶点”框 内，并单击“确定”按钮

，如图12所示。此时在S i m u l a t i o n算例树的夹具文件夹中生成一个名为“夹

具-1”的图标，如图13所示。

5)单击“外部载荷”按钮 下方的小三角，并单击 下级菜单中的“力矩”按钮。在

图形区域中单击如图14所 示的两个侧面，”面<1>” ～” 面<2 >”出现在“力矩的Step

by Step面”框 内，然后激活“方向的轴、边线、圆柱面框，选择如图15所示的圆

柱面，”面<3>”出现在“方向的轴、边线、圆柱面”框

后单 击“确定”按钮

内，并按如图16所示的设置

。(必要时勾选“反向”复选框，使得

图11 选择两键槽的侧面

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图12 选择后的对话框

图13 完成夹具指定

图14 选择键槽侧面

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图15 选择圆柱面

力矩的方向指向侧面，如图15所示，然后在确保单位 为“N-m”的情况下输入力 矩的大小，

因为整个轴的 总力矩是30000N·m，有两 个面承担，所以这里输入15000N·m。)

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图16 力矩的设定

图17 查看 von Mises(对等)应力

图18 查看合力位移

图19 查看对等要素应变

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图20 定义安全系数图解

图21 安全系数

图22 准则设置

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图23 应力极限设置

图24 选中安全系数分布

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图25 评估设计的安全性

图26 安全系数在75以下的区域

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图27 编辑定义

图28 修改准则

图29 修改安全系数图解方式

图30 图解工具命令

6)单击“运行”按钮，稍候即可完成分析过 程，并将分析结果显示在 S i m u l

a t i o n算例树中结果文件夹，如图17所示。

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4.查看分析结果

(1)von Mises应力图解

1)在S i m u l a t i o n算例树 中，打开结果 文件夹。

2 ) 双 击 “ 应 力 1 ( - v o nMises-)”以显示图解，如图17所示。

(2)合力位移图解

1)在Simulation算例树中，打开结果 文件夹。

2)双击“位移1(-合位移-)”以显示图解，如图18所示。

(3)对等要素应变图解

1)在Simulation 算例树中，打开结果 文件夹。

2)双击“应变1(-等量-)”以显示图解，如图19所示。

(4)模型的安全系数分布

1)在Simulation算例树中右键单击结果 文件夹，然后 选择“定义安全系数图解”，

如图20所示。左侧特征树显示“安全系数”对话框，如图21所示。

2)将“准则 项设为“最大von Mises应力”，如图22所示。单击“下一步”按钮

。

3)将“设定应力极限到”项设为“屈服力”，如图23所示。单击“下一步”按钮

4)选中“安全系数分布”项，如图24所示。单击“确定”按钮

。

。我们可以看到，

在图24的最下方，安全结果 中列出了基于所选准则的最小安全系数为2.24853。

5)显示模型的安全系数分布图解，如图25所示。

(5)编辑安全系数图解

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在图26中显示出了安全系数在75以下的区域，即图中 的红色区域，而蓝色区域则是

安全系数在75以上的区域。那 么，我们在已经完成了图24的图解后如何更改呢?

在Simulation算例树中的结果 文件夹中右击“安全系数1(-安全系数-)”，在快捷

菜单中单击“编辑定义”，如图27所示。则又重新回到图22的步骤，你可以修改安全准 则

等信息，如图28所示。然后单击“下一步”按钮

后单击“确定”按钮

，直到第三步，改为如图29所示，然

，即可得到如图26所示的安全系数图解。

(6)模型的最大切应力

1)双击“应力1 (-von Mises-)”以显示von Mises应力 图解，如图17所示。

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2)在命令管理器中单击“图解工具”按钮

剪裁”按

右侧的小三 角，在下级菜单中单击“Iso

，如图30所示。

3)出现如图31所示的对话框。往右拖动图示小滑标，Step by Step可发现图解中的变

化，直至完全消失为止。往右拖动表示应 力不断增大，图解只显示大于当前应力值的部分，

可以比较 与图32的不同。当前的应力值是第四强度理论应力，即V o n mises等效应力作

为衡量应力水平的主要指标。Von mises应 力是正应力和剪切应力的组合，常用来描绘联

合作用的复杂应力状态。那我们该如何来查看和工程力学中的计算公式相 一致的切应力的

结果呢?

图31 Iso剪裁

图32 Iso剪裁后的图解

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图33 编辑应力定义

4)在Simulation算例树中的结果 文件夹中右击“应力1(-von Mises-)”，在快捷菜单

中单击“编辑定义”，如图33所示。

5)在如图34所示的对话框中作如下设置：

图34

定义应力图解

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图35 YZ 基准面上Y 方向的切应力

◎将1处设置为“TXY:YZ 基准面上的 Y 方向抗剪应力”;

◎将2处设置为“N/mm^2(MPa)”;

◎将3处设置为“零件的基准轴”(在图中选择)。 然后单击“确定”按钮

图解如图35所示。

6)然后对其做新的“ISO剪裁”，结果如图36所示。

，新的

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图36 定义应力图解

接下来我们按公式进行计算，看结果如何。按照切应力的计算公式：τ =T /W n 可得

τ =30000×1000/(π×120^3/16)=88.5(Mpa)。可以看到，两者的结果非常接近。

5.生成算例报告

至此，完成了轴的线性静态分析。

本文标签： 图解应力按钮结果对话框