SOLIDWORKS攻略丨让带接触的装配体分析不再复杂

与零件相比较,装配体在分析的过程中多了零件与零件之间受力过程,而这个过程在我们软件中是采用接触来表征的。所以,要想做好装配体的分析,必须理解软件中各种接触的含义和使用情况。

在装配体算例中,SOLIDWORKS Simulation Study树中会出现一个【连结】的文件夹,需要在该选项下指定如何将零部件连接在一起。

在SOLIDWORKS Simulation中,接触分三个层级:全局接触、零件接触和局部接触,这三种类型接触的优先级如下图所示,局部接触比零部件接触具有更高的优先权,而全局接触受制于其他零部件接触,局部接触条件优先于全局和零部件接触条件,未指定零部件或局部接触条件的所有相触面使用全局接触条件。

其中【全局接触】是顶层装配体默认选项,通常可以删除并重新定义;

【零部件接触】用于定义零部件之间相互连接的方式,可选的选项如下图所示:

【局部接触】中在零部件接触的三种接触类型的基础上,还有冷缩配合和虚拟壁这两种接触类型,如下图所示:

了解了这些基本知识后,开始对装配体进行分析:

以虎钳的“挤压”工况为例,虎钳(普通碳钢)对一块钢板进行挤压,虎钳的末端受到450N的压力,通过使用零部件接触和相触面组分别进行计算,最后不使用简化模型,使用相触面组进行计算。

在分析之前,首先对模型进行简化处理,由于对虎钳和钢板之间受力并不关注,而平板的形变也近似为0,因此通过给予虎钳合适的约束条件来取代平板。对于装配体的接触,由于嵌体和销钉之间虽然是相对静止的,但它们彼此之间存在滑移的趋势,因此采用“无穿透”配合来处理。具体操作步骤如下:

01使用零部件接触计算

在设置好材料属性(合金钢)、外部载荷(钳臂处450N)之后,右键【连接】-【零部件接触】-【无穿透】,勾选【全局接触】或者选取三个零部件;由于在分析过程中,无需考虑摩擦力因此不勾选该选项;

采用默认网格进行计算后,得到应力及位移结果如下图所示:

02 使用相触面组计算

复制算例后,其他操作均同上,右键【连接】-【相触面组】,可以手动设置各个接触面,或者通过自动查找功能,如下图所示:共找出5个接触面(左钳臂外侧面和销钉外侧面;左钳臂内侧面和右钳臂内侧面;左钳臂内孔面和销钉;右钳臂内孔面和销钉;右钳臂外侧面和销钉外侧面)。

采用默认网格进行计算后,得到应力及位移结果如下图所示:

可以看出这两种方式最终得出的结果基本是相同的,也表示这两种接触的设置方式所设置的接触方式所表征的力的传递方式是相同的。

03 网格细化及控制

在分析中,只采用了默认的网格选项,通过局部的受力情况可以发现,结果是明显不够准确的,因此对于受力集中的区域需要采用足够的网格控制。

03 网格细化及控制

在分析中,只采用了默认的网格选项,通过局部的受力情况可以发现,结果是明显不够准确的,因此对于受力集中的区域需要采用足够的网格控制。

随后,通过三次修改网格精度,得到最终结果如下图所示:

最后,将其他需要关注的区域添加到第2步设置的网格控制中,设置如下图所示:

最终得到的结果如下图所示:

【小练习】虎钳对钢板的接触力分析

上述分析均未考虑虎钳对钢板的接触力,若某工况下需要得出该接触力,则不可按照如上假设对模型进行简化,而应将钢板实体包含到分析中。因此,在之前分析的基础上,需要注意哪些问题呢?

点击查看链接:https://mp.weixin.qq.com/s/8Q5NGrPQMuCXYQ4PbxYjEw,获取答案及教程视频~