Nama studi " 50 Load". Klik tanda centang untuk menerima analisis standar Jenis (statis).

Transkripsi

1 Dalam tutorial ini, kita akan menggunakan analisis elemen hingga SolidWorks Simulation Program (FEA) untuk menganalisis respon komponen untuk beban yang diterapkan. Analisis elemen hingga adalah alat yang ampuh yang memungkinkan insinyur untuk cepat menganalisa dan memperbaiki desain. Hal ini dapat diterapkan untuk masalah yang melibatkan getaran, panas Transfer, aliran fluida, dan banyak daerah lain. Penggunaan yang paling umum dari FEA adalah dalam analisis struktural, dan tutorial pengantar ini akan terbatas pada penggunaan yang. Telah ada banyak diskusi selama dekade terakhir siapa yang harus menggunakan software FEA. sebagai perangkat lunak telah menjadi lebih mudah digunakan, potensi penyalahgunaan telah meningkat. Pengguna berpengalaman dapat cepat mendapatkan hasil, tetapi interpretasi hasil membutuhkan pengetahuan tentang teori teknik yang berlaku. di tutorial ini, kita akan menunjukkan di mana pilihan dan asumsi dibuat yang dapat mempengaruhi keakuratan hasil. Bagian untuk dianalisis adalah braket dari tutorial dari Bab 3. Buka bagian berkas. Dari utama menu, pilih Tools: Add-Ins dan cek kotak SolidWorks Simulation. klik OK untuk menutup kotak welcome. Jika Anda memeriksa kotak di sebelah kanan add-in nama, maka yang add-in akan diaktifkan setiap kali SolidWorks adalah mulai. Sebagian besar pengguna akan lebih memilih untuk mengaktifkan program Simulasi hanya bila diperlukan untuk analisis. Ketika SolidWorks Simulasi diaktifkan, item menu baru dibuat, dan tab Simulasi ditambahkan ke yang CommandManager.

2 Banyak alat-alat dalam Simulasi Kelompok CommandManager memiliki sebuah "Advisor" fitur. Misalnya, jika Anda memilih Advisor Alat Study, maka software membawa Anda melalui beberapa pertanyaan untuk membantu Anda memilih yang terbaik jenis analisis. Kami akan melewatkan Advisors dan memilih Pilihan analisis langsung dari menu pull-down di bawah setiap Advisor Tool. Klik tab Simulasi CommandManager. Dari pull-down menu bawah Advisor Alat Study, pilih New Study. Sebuah studi mendefinisikan analisis spesifik dan hasil-hasilnya. Sebagian file tunggal dapat memiliki beberapa studi Nama studi " 50 Load". Klik tanda centang untuk menerima analisis standar Jenis (statis). Perhatikan bahwa PropertyManager sekarang menunjukkan layar split dengan model parameter ditampilkan pada alat atas dan analisis yang ditunjukkan di bawah. Perhatikan bahwa tab baru

3 telah ditambahkan di bagian bawah layar. Hal ini memungkinkan Anda untuk beralih antara model solid dan analisis (tab baru akan dibuat untuk setiap studi baru). Analisis Jenis: Dalam analisis statis, kita mengasumsikan bahwa beban diterapkan perlahan. Jika beban yang diterapkan hampir seketika, maka efek dinamis perlu dipertimbangkan. Sebuah analisis statis linear mengasumsikan bahwa respon struktur adalah linear - misalnya, beban 20-lb menghasilkan tekanan dan defleksi yang persis dua kali lipat dari beban 10-lb. Namun, jika defleksi yang relatif besar, maka kekakuan bagian perubahan sebagai bagian yang mengalihkan. Dalam hal ini, analisis besar defleksi, di yang beban diterapkan secara bertahap dan kekakuan-dihitung ulang di setiap langkah, mungkin diperlukan. From the main menu, select Simulation: Options. Under the Default Options tab, select English (IPS) as the unit system. Click OK. Dalam Bab 3, kami menerapkan ABS sebagai bahan bracket (ABS singkatan Acrylonitrile butadiene stirena, termoplastik umum digunakan dalam berbagai aplikasi). Kami dapat menerima materi ini untuk kami analisis, pilih bahan lain dari perpustakaan bahan SolidWorks, atau masukkan sifat manual.

4 Sebuah sumber yang sangat baik untuk data properti adalah MatWeb basis data on-line (matweb.com). Jika Anda memasukkan "ABS" sebagai istilah pencarian dalam database ini, maka Anda akan menemukan hampir daftar. Hal ini penting untuk mengetahui sifat dari bahan tertentu yang akan digunakan, sebagai sifat dapat bervariasi secara luas untuk berbagai nilai, aditif, pengisi, dan pemasok. Kami akan menggunakan tujuan ABS umum dari Global Polimer Corporation, ABS-406. Properti berikut diperoleh dari MatWeb: E (elastis modulus) = psi Yield strength = 6100 psi Kepadatan massa = 0,0376 lb/ in3 Klik Apply alat Material. Dalam Bahan Jendela, runtuh Bahan SolidWorks dan memperluas Bahan Custom. Klik kanan pada Kelompok plastik dari Bahan Kustom dan pilih "Bahan Baru." Masukkan "Bracket ABS: sebagai nama material. Memilih bahasa Inggris (IPS) untuk unit. Tinggalkan jenis bahan baku seperti Linear Elastic Isotropic dan kriteria kegagalan default seperti Max von Mises Stres. Klik pada masing-masing properti nilai dan masukkan nilai di atas di tempat yang tepat. Juga masukkan nilai 0,40 untuk rasio Poisson (ini adalah nilai khas untuk plastik). hanya empat sifat ditampilkan dalam warna merah yang diperlukan untuk analisis ini; nilai-nilai lain dapat dihapus. Klik Apply untuk menerapkan dan menyimpan properti, dan kemudian klik Tutup.

5 Bahan: Salah satu input yang paling penting untuk model adalah elastis modulus E material. The modulus elastisitas mendefinisikan kekakuan (ketahanan terhadap defleksi) dari material. Nilainya ditentukan dari tes materi. Bahan dengan nilai tinggi E akan membelokkan kurang dari satu dengan nilai yang lebih rendah dari E. Sebagai perbandingan, baja memiliki nilai E dari sekitar psi (pound per inci persegi). Aluminium memiliki nilai E psi. The ABS plastik yang telah kita pilih memiliki nilai E dari psi, sehingga sekitar 100 kali lebih kaku dari baja. Asumsi model kami adalah bahwa perilaku material adalah sempurna linear, sehingga defleksi adalah persis sebanding dengan beban. Model ini merupakan idealisasi bagi banyak bahan plastik, yang menunjukkan beberapa jumlah perilaku non-linear. Kebanyakan bahan mencapai titik sebelum mereka istirahat di mana beban tambahan menghasilkan jauh lebih besar defleksi. Kami mengatakan bahwa materi telah menghasilkan pada saat ini, dan model linear kami tidak valid luar titik yield material. Kita sekarang perlu mempertimbangkan bagaimana bracket tersebut dibatasi (kondisi batas) dan apa kekuatan bahwa itu akan dikenakan (loadings).

6 Dari menu pull-down di bawah Jadwal Advisor, pilih Tetap Geometri. Memutar tampilan sampai permukaan belakang braket adalah terlihat, dan klik permukaan kembali. Klik tanda centang untuk menerapkan kendala. Kondisi batas: Ketika komponen terisolasi untuk analisis, cara di mana komponen yang melekat lain harus disimulasikan dengan kondisi batas. Dalam hal ini, kami telah memilih menahan diri tetap, yang berarti bahwa setiap titik pada wajah belakang braket dicegah dari bergerak ke segala arah. Sementara ini tampaknya menjadi asumsi yang masuk akal, itu mungkin tidak sepenuhnya akurat. Jika sekrup digunakan untuk melampirkan braket ke dinding, maka sekrup atas mungkin meregangkan cukup untuk memungkinkan bagian atas braket untuk memisahkan dari dinding. Juga, dinding itu sendiri dapat membelokkan sedikit. Pilihan kondisi batas yang tepat untuk mensimulasikan kendala yang sebenarnya sering salah satu yang paling keputusan penting yang harus dibuat untuk analisis. Dari menu pull-down di bawah Beban Eksternal Advisor, pilih Tekanan. Klik pada wajah di sekitar lubang ½ inci seperti yang ditunjukkan di sini. Mengatur tekanan sebagai 84,9 psi (pastikan untuk mengatur unit untuk psi).

7 Tekanan dihitung dari beban 50-lb diterapkan ke permukaan, yang merupakan salah satu inci diameter dengan lubang ½ inci di tengah: Catatan yang sering beban atau kendala yang akan diterapkan hanya sebagian dari wajah atau tepi yang ada. di kasus ini, penggunaan garis perpecahan dapat membantu. Sebuah garis perpecahan hanya membagi wajah menjadi beberapa wajah yang bisa dipilih secara terpisah. Lihat SolidWorks membantu file untuk informasi tentang membuat garis perpecahan Dari menu pull-down di bawah Alat Run, pilih Buat Mesh. Pindahkan slider bar ke arah kanan (baik) dan klik tanda centang

8 Ketika selesai, mesh akan ditampilkan. Mesh Size: Sebuah jaring halus, dengan unsur-unsur yang lebih, umumnya akan menghasilkan hasil yang lebih akurat pada mengorbankan waktu proses yang lebih lama. Untuk bagian sederhana dan komputer yang relatif cepat, semakin lama waktu proses tidak signifikan. Namun, untuk analisis kompleks (seperti non-linear dan timedependent analisis), ukuran mata secara signifikan dapat berdampak waktu pemrosesan. Berapa banyak elemen yang dibutuhkan untuk akurasi? Kadang-kadang perlu untuk bereksperimen dengan jerat berbeda sampai hasil konvergen ke solusi. Dalam kasus lain, mesh dapat disempurnakan untuk membuat elemen lebih dalam lokal daerah di mana tekanan yang terbesar. Elemen Jenis: Ada banyak jenis unsur, seperti piring, kerang, anggota truss, elemen balok, dan elemen solid. SolidWorks Simulasi memungkinkan untuk elemen padat yang akan dibuat dari padatan, atau elemen shell yang akan dibuat baik dari permukaan atau padat pertengahan permukaan. Meskipun elemen padat biasanya dipilih bila model padat tersedia, unsur padat tidak selalu pilihan terbaik untuk banyak aplikasi. Seringkali, sebuah elemen balok atau shell beberapa akan memberikan hasil yang lebih akurat dibandingkan ratusan elemen solid.

9 From the pull down menu below the Run Tool, select Run. Sedangkan analisis sedang dilakukan, kotak status akan muncul di layar. Mengklik tombol More akan menampilkan rincian tambahan tentang analisis. Untuk analisis ini, sekitar elemen yang dibuat (nomor Anda mungkin lebih atau kurang, tergantung pada seberapa jauh ke kanan Anda pindah mesh ukuran slider bar). Ada sekitar node, atau titik di mana unsur-unsur bertemu. Setiap node memiliki tiga derajat kebebasan, atau mungkin perpindahan, kecuali untuk orang-orang di belakang wajah yang telah dibatasi. Setiap derajat kebebasan memiliki persamaan terkait untuk perpindahan. sementara solver berjalan, persamaan ini sedang dirumuskan dan dipecahkan. Analisis ini harus mengambil hanya beberapa detik pada komputer yang cukup cepat. (A prestasi yang luar biasa, mengingat ada hampir persamaan simultan untuk dipecahkan!) Setelah analisis adalah lengkap, hasil dapat dilihat dalam beberapa cara. Secara default, tekanan von Mises ditampilkan. Klik kanan pada Stress1 dan memilih Bagan Options. Centang kotak berlabel "Tampilkan max penjelasan". juga, mengubah tampilan angka untuk mengambang, tanpa desimal ditampilkan. Klik tanda centang. Plot yang dihasilkan ditampilkan di sini. Perhatikan nilai tegangan maksimum, sekitar psi, yang terjadi di tulang rusuk pusat. (Anda

10 nilai mungkin sedikit berbeda, tergantung pada ukuran mata yang dipilih.) Stres: Definisi sederhana dari stres adalah bahwa stres adalah sama dengan memaksa per satuan luas. Oleh karena itu, unit stres pound per inci persegi atau newton per meter persegi (pascal). Namun, stres adalah bukan nilai tunggal. Ada tekanan normal dalam semua tiga arah. Tegangan normal menyebabkan material untuk meregangkan atau kontrak. Ada juga tegangan geser dalam semua tiga pesawat. Tegangan geser menyebabkan bahan untuk warp atau mendistorsi. Keenam komponen stres sering digabungkan untuk menemukan pokok tekanan. Kekuatan didefinisikan sebagai stres di mana material akan gagal. Oleh karena itu, untuk keadaan sederhana stres, seperti kawat yang membentang dalam satu arah, kita hanya dapat membandingkan stres untuk kekuatan untuk menentukan apakah kawat akan istirahat. Untuk keadaan yang lebih kompleks dari stres, kita harus memilih sebuah teori kegagalan untuk memprediksi apakah atau tidak bagian akan gagal. Salah satu yang paling banyak digunakan dalam von Mises-atau Teori-distorsi-energi maksimum. Dalam analisis kami, perangkat lunak dihitung setara von Misesstres, yang dapat dibandingkan dengan kekuatan luluh material untuk memprediksi unggul dari bagian. Dalam kami kasus, maksimum stres von Mises-sekitar 3700 psi. Jika kekuatan luluh material adalah 6100 psi, maka kita menyimpulkan bahwa bagian tersebut tidak akan gagal. Namun, faktor keselamatan 6100/3700 = 1,65 adalah mungkin jauh lebih rendah daripada yang kita ingin memiliki di sebagian besar aplikasi. Faktor keselamatan yang dipilih untuk memperhitungkan semua banyak ketidakpastian terkait dengan analisis (pemuatan, sifat material, degradasi lingkungan bahan, dll) Di beberapa industri, faktor keselamatan dari 10 atau lebih umum. Dalam aplikasi ruang angkasa, di mana berat badan sangat penting, faktor keselamatan kurang dari dua adalah khas. Ketika faktor rendah keselamatan digunakan, pengujian bahan ekstensif dan analisis yang digunakan untuk

11 mengurangi ketidakpastian sebanyak praktis. Definisi kegagalan juga harus disebutkan di sini. Kegagalan utama mengacu pada fraktur materi. Namun, kita biasanya mengatakan bahwa bagian telah gagal jika bahan telah menghasilkan, sehingga tambahan pemuatan menghasilkan defleksi besar. Dalam beberapa aplikasi, defleksi berlebihan itu sendiri dapat didefinisikan sebagai kegagalan. Klik kanan plot disebut Displacement1 dan pilih Show. Klik kanan lagi dan pilih Bagan Pilihan. Mengatur tampilan numerik untuk mengambang, dengan tiga tempat desimal. Defleksi maksimum ditampilkan sebagai sekitar 0,212 inci. Nilai ini adalah resultan dari lendutan di semua tiga arah. Jika Anda mengubah jenis defleksi untuk perpindahan y-arah saja, Anda akan melihat bahwa lendutan menyumbang hampir seluruh besarnya resultan. Perhatikan bahwa lendutan berlebihan dalam tampilan bentuk dibelokkan. Karena defleksi dari sebagian struktural biasanya sangat kecil, skala nilai-nilai mereka untuk menghasilkan bentuk dibelokkan adalah praktek umum. Bentuk dibelokkan memberikan wawasan insinyur ke dalam perilaku struktur,

12 melampaui hasil numerik. Mudah-mudahan, latihan ini telah menunjukkan bahwa analisis elemen hingga adalah alat yang sangat berguna untuk melengkapi analisis teknik, dan bahwa menggunakan FEA benar membutuhkan banyak penghakiman rekayasa. Untuk analisis struktural, kursus dalam mekanika bahan, biasanya diambil pada tahun kedua atau tingkat junior, adalah awal yang baik. Dalam kursus ini, Anda akan belajar tentang stres, ketegangan, dan defleksi, dan hubungan diantara mereka. Insinyur mekanik dan kedirgantaraan juga akan mengambil kursus lebih maju berurusan dengan kelelahan (diulang beban) dan getaran mesin. Insinyur sipil juga akan mempelajari getaran untuk analisis gempa. Kursus pengantar dalam teori elemen hingga juga dianjurkan untuk siapa pun yang akan bertanggung jawab untuk melakukan analisis. Juga, alat yang tersedia yang terus berubah. Insinyur berlatih perlu menjaga dengan terbaru alat melalui konstan re-pendidikan dan pelatihan

13 Welcome to Solidworks Simulation Tutorial of Torin BIG RED Aluminum Jack

14 Dalam tutorial ini, kita akan menggunakan Solidworks Simulasi untuk melakukan analisis stres pada jack lantai aluminium dibangun oleh Torin. Kami akan menerapkan beban maksimum yang jack lantai ini dapat menangani seperti yang diklaim oleh produsen dan melihat apakah jack lantai ini benar-benar dapat mendukung bahwa beban maksimum tanpa kegagalan pada salah satu komponennya. SolidWorks Simulation Tutorial 1) Open Big Red Aluminum Racing Jack.SLDASM 2) Pertama-tama, kita perlu menekan roda depan, majelis roda belakang dan menangani. Untuk menekan semua orang bagian secara bersamaan, kiri-klik roda depan dan ctrl + klik kiri Rear Wheel Majelis <1>, <2> dan Handle. 3) Now, right-click and select Suppress.

15 4) This window will pop up. Click close.

16 5) perakitan harus sekarang terlihat seperti ini. 7) Sekarang, kita akan mendefinisikan jarak antara lempeng, yang mendukung beban dari mobil, dan tanah. Untuk ini kasus, kita asumsikan permukaan bawah bingkai sebagai tanah. Klik Mate. The Mate window akan muncul di sebelah kiri. Di bawah Seleksi Mate, pertama kita dapat memilih permukaan atas piring seperti yang ditunjukkan pada gambar

17 8) Kedua, pilih wajah bawah frame seperti yang ditunjukkan pada layar shot di bawah. Di bawah Standar Mates, klik pada DISTANCEJarak dan atur nilainya menjadi 4 ". 9) Wajah atas piring dan wajah bawah frame sekarang 4 "dari satu sama lain. Sekarang kita akan menggunakan SolidWorks untuk menganalisis stres pada jack lantai perakitan saat beban diterapkan. Klik pada tab Simulasi

18 10) Click on New Study. 10) Under Type Select Static 11) The SolidWorks study is now created

19 12) Sekarang, kita perlu menetapkan bahan untuk perakitan jack lantai. Di bawah study1, klik kanan dan pilih Apply Parts Bahan untuk Semua.

20 12) The material window pops up. From the material list click the + sign next to Aluminum Alloys 13) 14) Di bawah Aluminium Paduan, pilih 2024 Alloy. Klik Apply, kemudian Close. Sekarang, kita akan menerapkan kekuatan untuk perakitan. Klik kanan Beban Eksternal pilih Force. Select the top face of the jacking surface

21 16) Mengubah Unit ke Bahasa Inggris (IPS). Di bawah Force, pilih arah dan mengatur 3000 sebagai Besarnya kekuatan. Periksa kekuatan yang menunjuk ke bawah. normal untuk 17) Sekarang, kita akan mendefinisikan kendala untuk perakitan. Klik kanan dan pilih Geometry Jadwal Tetap

22 18) Untuk Wajah, Tepi, Simpul untuk Kendala,( Faces, Edges, Vertices for Constraint,) pilih dua setengah bagian atas dari silinder mana poros untuk roda depan dipasang. Lihat gambar di bawah ini. 19) Sekarang, kita akan menentukan menahan diri kedua perakitan. Klik kanan dan pilih Jadwal Tetap Geometri. (lihat langkah 18)

23 21) Di bawah gunung roda belakang, klik pada dua wajah melingkar seperti terlihat dalam gambar untuk Wajah, Tepi, Faces, Edges, Vertices for Restraint.). Kedua wajah berada dalam kontak dengan bantalan dari roda Simpul untuk Restraint( belakang. Oleh karena itu, mereka yang terkendali 20)

24