solidworks论坛 mimulationxpress分析向导加载材料时没有下一步提示?

solidworks2011启动时提示solidworks Sumilation无许可存在,你想运行激活向导吗_百度知道
solidworks2011启动时提示solidworks Sumilation无许可存在,你想运行激活向导吗
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选择运行,你有一个许可证的服务没有打开,打开方法是控制面板〉管理工具〉服务,有licence字样的服务双击,选择自动启动,即可。,然后找一个英文描述的,
有关solidworks的licence服务都是自动启动的,还是会出现上述字样!
重新运行破解补丁覆盖原文件,在使用的时候用防火墙禁止其访问网络。
还是不行,还有其他解决办法没有?
运行激活向导,输入序列号,不要允许相关程序访问网络,再试一下。
提问者评价
谢谢,分给你吧,我这个问题依然没有解决,不管了,不影响使用!
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数字样机的结构分析和热分析实例
--《SolidWorks2011中文版数字样机技术及其应用实例(入门与提高)》连载21
发表时间:
来源: 机械工业出版社
关键字: &&&
数字样机的结构分析和热分析实例
一文是《SolidWorks 2011中文版数字样机技术及其应用实例(入门与提高)》连载21,本章要讲的是用SW进行零部件分析检查的一些具体问题及其应用实例。其内容包括SolidWorks Simulation基础知识、静态分析及其应用实例、疲劳分析及其应用实例、固有频率分析及其应用实例和热分析及其应用实例。本书由机械工业出版社独家授权e-works转载,任何人不得复制、转载、摘编等任何方式进行使用。如需联系出版相关书籍,请联系机械工业出版社张淑谦先生,电话:010-
  第14章 数字样机的结构分析和热分析实例 &&& 有关计算机辅助工程分析(即数字仿真)的一般问题及SW的数字仿真功能已经在第1章作了简要介绍。本章要讲的是用SW进行零部件分析检查的一些具体问题及其应用实例。其内容包括 Simulation基础知识、静态分析及其应用实例、疲劳分析及其应用实例、固有频率分析及其应用实例和热分析及其应用实例。
Simulation的基础知识 &&& 1. SimulationXpress &&&
SimulationXpress为用户提供了一个容易使用的初步应力分析工具。 &&& SimulationXpress通过在计算机上测试用户的设计而取代昂贵并费时的实地测试,可帮助用户降低成本及缩短上市时间。 &&& 例如,用户可能要检查向水龙头施加的力的效果(见图14-1)。 SimulationXpress仿真设计周期,并提供应力结果。它还会显示水龙头的临界区域以及各区域的安全级别。根据这些结果,用户可以加强不安全区域,并去掉超安全标准设计区域的多余材料。
&&& 图14-1 检查向水龙头施加的力的效果 &&&
SimulationXpress使用的仿真技术与
Simulation用来进行应力分析的技术相同。 Simulation的产品系列可提供更多的高级仿真功能。SimulationXpress的向导界面采用了所有 Simulation界面的内容,可指导用户完成夹具(软件翻译如此,应该翻译成“约束”)、载荷、材料,运行、结果和优化等操作。 &&& 下面介绍应力分析的背景及 SimulationXpress的用户界面和使用流程等。 &&& (1)应力分析的背景 &&& 应力或静态分析根据材料、夹具(即约束)及载荷计算零件中的位移、应变及应力。材料在应力达到某个程度时(例如弹塑性材料的屈服强度)将失效。不同材料可承受不同程度的应力。SimulationXpress根据有限元方法,使用线性静态分析来计算应力。线性静态分析是在下述3个假设前提下来计算零件中的应力的。 &&& ①线性假设:如图14-2和图14-3所示,当力(应力)随着位移(应变)的增加而呈线性增加时,即服从胡克定律时的分析,则为线性分析,否则,为非线性分析。如果将载荷加倍,模型的反应(位移、应变及应力)也将加倍。如果以下条件成立,用户便可以作线性假设。
&&& 图14-2 线性分析与非线性分析
&&& 图14-3 应力-应变关系为线性 &&& a.模型中的所有材料均符合胡克定律,即应力与应变成正比。 &&& b.所引起的位移足够小,以致可以忽略由加载所造成的刚度变化。 &&& c.在应用载荷的过程中,边界条件不会改变。载荷的大小、方向和分布必须固定不变。当模型发生变形时,它们不应改变。 分页 &&& ②弹性假设:当外力撤销时,材料的弹性完全恢复,不产生任何塑性变形。图14-3中的直线斜率即是零件材料的弹性模量(E)。也就是说,必须使用具有屈服强度的弹塑性材料,而且工作的等效应力(von Mises)不能超过材料的屈服强度。 &&& ③静态假设:所有载荷被缓慢且逐渐应用,直到它们达到完全量值。在达到完全量值后,载荷保持不变(不随时间变化)。由于加速度和速度很小(可忽略不计),因此这种假设允许忽略惯性和阻尼力。引起相当大的惯性和(或)阻尼力的、随时间变化的载荷可以使用动态分析。动态载荷随时间而变,在许多情况下会引起相当大的不能忽略的惯性和阻尼力。 &&& 注意:一般认为,在使用中载荷的大小和方向变化次数不超过103,则可以忽略惯性力的影响,按静态处理。验证静态假设很重要,因为动态载荷产生的应力可以高达相同量值的静态载荷所产生的应力的1/(2ζ),其中ζ是粘性阻尼比。对于具有5%阻尼的轻阻尼结构,动态应力将比静态应力大10 。用户可以使用静态分析计算以恒定速度旋转或以恒定速度移动的物体的结构反应,因为所产生的载荷不随时间变化。SolidWorks SimulationXpress只能进行符合如上3个假设的线性静态分析,而且所用零件必须是单实体的。 &&& (2)SolidWorks SimulationXpress的用户界面和使用流程 &&& 打开一个零件→单击“工具”/“SimulationXpress”命令,即弹出SolidWorks Simulation Xpress任务窗格选项卡,如图14-4所示。
&&& 图14-4 SolidWorks SimulationXpress任务窗格选项卡 &&& 此任务窗格选项卡将引导用户完成操作步骤,以定义选项、材料属性、约束、载荷、分析模型和查看结果。每完成一个步骤,SolidWorks SimulationXpress会立即将其保存。如果用户关闭并重新启动SolidWorks SimulationXpress,但不关闭该零件文档,则可获取该信息。用户必须保存零件文档,才能保存分析数据。下面简要说明SolidWorks SimulationXpress的用户界面和使用流程。 &&& 1)“选项”选项卡:在此任务窗格选项卡中单击“选项”按钮→出现如图14-5所示的“SimulationXpres选项”对话框→允许用户设置“单位系统”、“结果位置”选项,并决定是否选择“在结果图解中为最大和最小值显示注解”复选框→单击“确定”按钮。
&&& 图14-5 “SimulationXpres选项”对话框 &&& 2)“夹具”选项卡:回到SolidWorks SimulationXpress任务窗格选项卡→单击“下一步”按钮→出现如图14-6所示的添加“夹具”向导界面→单击“添加夹具”按钮→出现属性管理器“夹具”→添加约束面后,单击“确定”按钮,完成一个夹具定义→出现如图14-7所示的继续添加或编辑夹具的向导界面。
&&& 图14-6 添加“夹具”向导
&&& 图14-7 继续添加或编辑夹具向导 &&& 注意:用户可以应用约束至零件的面。每个约束可以包含多个面。受约束的面在所有方向都受到约束。用户必须至少约束零件的一个面,以防止由于刚性实体运动而导致分析失败。不支持应用约束至边线和顶点。 分页 &&& 3)“载荷”选项卡:单击“下一步”按钮→出现如图14-8所示的添加“载荷”向导界面→单击“添加力”按钮→出现属性管理器“力”→设置“力”完成后,单击“确定”按钮 ,完成一种载荷定义→出现如图14-9所示的继续添加或编辑载荷的向导界面。
&&& 图14-8 添加“载荷”向导
&&& 图14-9 继续添加或编辑载荷的向导界面 &&& 注意:用户可以应用力和(或)压力至零件的面,可以应用多个力至单个或多个面,可以应用多个压力至单个或多个面。用户只能垂直于每个面应用压力载荷。不支持在其他方向应用压力及加载离心力等其他载荷。 &&& 4)“材料”选项卡:单击“下一步”按钮→出现如图14-10所示的选择“材料”向导界面→单击“选择材料”按钮→出现“材料”对话框→选择“材料”完成后,单击“应用”按钮→单击“关闭”按钮,完成零件材料选择→出现如图14-11所示的更改“材料”的向导界面。
&&& 图14-10 选择“材料”向导
&&& 图14-11 更改“材料”向导 &&& 注意:SolidWorks SimulationXpress只支持各向同性的线性材料。 分页 &&& 5)“运行”选项卡:单击“下一步”按钮→出现如图14-12所示的选择“运行”向导界面→用户可以单击“更改设定”按钮或“运行模拟”按钮。现假定单击“运行模拟”按钮,则会先准备供分析的模型,然后计算位移、应变和应力。完成后,出现如图14-13所示的“结果”向导界面。
&&& 图14-12 “运行”向导
&&& 图14-13 “结果”向导 &&& 注意:当现有结果与当前几何、材料、约束或载荷不符时,会出现“更新”按钮。单击“更新”就会重新分析模型并计算新结果。只支持对零件的静态应力分析。分析的应力为节应力(等效应力)von Mises。 &&& 6)“结果”选项卡:单击“播放动画”或“停止动画”按钮,或者单击“是,继续”或“否,返回到载荷/夹具”按钮。现假定单击“是,继续”按钮,则出现如图14-14所示的“结果”向导→单击“查阅结果完毕”→出现如图14-15所示的“保存结果”向导界面,用户可以单击“生成报表”或“生成eDrawings文件”或“下一步”按钮。
&&& 图14-14 “结果”向导
&&& 图14-15 “保存结果”向导 分页 &&& 7)“优化”选项卡:单击“下一步”按钮→出现如图14-16所示的“优化”向导→选择“是”单选按钮,则进行第15章所述的“单目标单变量优化设计”。现假定选择“否”单选按钮,单击“下一步”按钮,则完成了SimulationXpress向导,如图14-17所示。
&&& 图14-16 “优化”向导
&&& 图14-17 完成了SimulationXpress向导 &&& 注意:根据特定准则(目标,如质量最小)优化模型尺寸。即用户在完成应力分析后,可以接着执行优化分析。软件尝试在满足特定准则的同时为一个模型尺寸查找优化值。例如,用户可查找横梁的优化长度,这样横梁中的 von Mises 应力不超过所指定的值。SimulationXpress只支持带有一个变量和一个准则(目标)的单体零件的优化分析,详见第15章。 &&& 2.SolidWorks Simulation &&& SolidWorks Simulation是一个与SW完全集成的设计分析系统。SolidWorks Simulation提供了单一屏幕解决方案来进行应力分析、频率分析、扭曲分析、热分析和优化分析。SolidWorks Simulation凭借着快速解算器的强有力支持,使得用户能够使用个人计算机快速解决大型问题。SolidWorks Simulation提供了多种捆绑包,可满足用户的分析需要。 &&& SolidWorks Simulation节省了搜索最佳设计所需的时间和精力,可大大缩短产品上市时间(见图14-18)。
&&& 图14-18 搜索最佳设计流程 分页 &&& 下面介绍SolidWorks Simulation软件中的一些基本内容。 &&& (1)使用SolidWorks Simulation的原因 &&& 因为SimulationXpress只是SolidWorks Simulation的介绍性版本。如前所述,SimulationXpress只能进行单实体零件的线性静态分析。而实际的机械设计需要进行更多的分析。SolidWorks Simulation可供世界各地的设计人员、分析人员、工程师、学员等用来设计安全、高效、经济的产品,完成如下分析任务。 &&& ①线性与非线性静态分析。 &&& ②频率分析。 &&& ③动态分析。 &&& ④线性化扭曲分析。 &&& ⑤热分析。 &&& ⑥跌落测试分析。 &&& ⑦疲劳分析。 &&& ⑧压力容器分析。 &&& ⑨横梁和桁架分析。 &&& ⑩二维简化分析。 &&& (2)分析的基本概念 &&& SolidWorks Simulation采用了有限元方法 (FEM)。FEM 是一种用于分析工程设计的数字方法。由于其通用性和适合使用计算机来实现,FEM已被公认为标准的分析方法。FEM 将模型划分为许多称作单元的简单小块形状(见图14-19),从而有效地用许多需要同时解决的小问题来替代一个复杂问题。
&&& 图14-19 将CAD模型划分为单元 &&& a)零件的CAD模型& b)划分为小块(单元)的模型 &&& ①网格化:有限元分析(FEA)使用了一种可靠的数字方法(即EFM)来分析工程设计。该过程从生成几何模型开始。然后,该程序将模型细分为若干个称作单元的简单小块形状,这些单元连接到称为节的共同点。将模型细分为小块的过程称为网格化。有限元分析程序将模型视为由相互连接的单元组成的网格。网格化是设计分析过程中一个至关重要的步骤。该软件会自动生成由实体、壳体及横梁单元组成的混合网格。程序会根据实体的几何特征自动给其分配合适的网格类型:实体网格,即带实体(四面)单元的所有实体模型网格,实体单元适用于大模型或复杂的三维模型;壳体网格,即带均匀厚度网格的表面几何体和带有三角壳体单元的钣金,壳体单元适合薄零件(例如钣金);横梁网格,即结构构件和焊件网格带有横梁单元,横梁单元适合结构构件和焊件;混合网格,如果相同模型中存在不同的几何体,会生成一个混合网格。 &&& 解的精度取决于网格的质量。一般而言,网格越精细,精度就越高。所生成的网格取决于如下因素:生成的几何体、激活的网格选项、网格控制、接触条件,以及整体单元大小和网格公差。该软件建议使用整体单元大小和公差。整体单元大小是指单元边线的平均长度。使用较小的整体单元大小,单元的数量将快速增加。 分页 &&& ②单元:单元共享被称为节的共同点。对于所有可能的支持情形和载荷情形,每个单元的行为都是非常清楚的。有限元方法使用具有不同形状的单元,如实体单元、壳体单元和横梁单元,如图14-20所示。单元中任意一点的响应都是从单元节处的响应插入的。每个节均由许多参数完整描述,具体取决于所用的分析类型和单元。例如,节的温度完整描述了节在热分析中的响应。对于结构分析,节的响应通常由3个平移和3个旋转操作完整描述。这些就称作自由度(DOF)。使用有限元方法进行分析就称作有限元分析。该软件会自动生成控制每个单元行为的方程式,其中考虑了每个单元与其他单元之间的联系。这些方程式将响应已知的材料属性、约束和载荷。接下来,该软件会将这些方程式组织成一个需同时求解的很大的代数方程组,然后求解未知量。例如,在应力分析中,解算器会找到每个节上的位移,然后该程序计算应变,并最终计算出应力。
&&& 图14-20 四面单元 &&& 注:黑点代表节。单元的边线可以是曲线,也可以是直线 &&& (3)提供的算例 &&& SolidWorks Simulation提供的算例有: &&& ①静态(或应力)算例。静态算例可以计算位移、反作用力、应变、应力和安全系数分布。在应力超过一定水平的位置,材料将失效。安全系数计算基于4个常用失效准则中的其中一个准则。 &&& 静态算例可以帮助避免材料因高应力而失效。安全系数低于1,即表示材料失效。相邻区域中安全系数较大,即表明应力较低,允许用户从该区域中去掉多余材料。 &&& ②频率算例。当静止状态的实体受到干扰时,通常会以一定的频率振动,这一频率也称作固有频率或共振频率。最低的固有频率称作基础频率。对于每个固有频率,实体都呈一定的形状,也称作模式形状。频率分析就是计算固有频率和相关的模式形状。
&&& 理论上,实体具有无限个模式形状。对于有限元分析,理论上,有多少个自由度,就有多少个模式形状。在大多数情况下,只考虑其中的一些模式形状。 &&& 如果实体承担的是动态载荷,且载荷以其中一个固有频率振动,就会发生过度反应。这种现象就称为共振。例如,一辆汽车的一个轮胎失去平衡,则在一定速度下,由于共振现象,这辆汽车会发生剧烈摇摆。而以其他速度行驶时,这种摇摆现象就会减轻或消失。另一个范例是高音(例如歌剧演唱者的声音)可能会导致玻璃震碎。 &&& 频率分析可帮助用户避免由于共振造成的过度应力而导致的失效。它还提供了有关如何解决动态反应问题的信息。 &&& ③动态算例。动态算例可以计算模型由于突然应用的载荷或随时间或频率更改的响应。
&&& 线性动态算例以频率算例为基础。本软件将通过累积每种模式对负载环境的贡献来计算模型的作用。在大多数情况下,只有较低的模式会对模型的响应发挥主要作用。模式的作用取决于载荷的频率内容、量、方向、持续时间和位置。 &&& 动态分析的目标包括: &&& a.设计要在动态环境中始终正常工作的结构体系和机械体系。 &&& b.削弱振动效应。 分页 &&& ④扭曲(即失稳)算例。扭曲是指由于轴载荷而突然产生的大型位移。对于承载轴载荷的细长结构而言,即使载荷低于导致材料失效所需的载荷水平,仍可能由于产生扭曲而失效。在不同载荷水平的作用下,扭曲可能以不同的模式发生。在很多情况下,只考虑最低的扭曲载荷。 &&& 扭曲算例可以避免材料因扭曲而失效。 &&& ⑤热力算例。热力算例可以根据热的产生、传导、对流及辐射条件计算温度、温度梯度和热流。热力算例可帮助避免发生不合需要的热力条件,例如过热和熔化。 &&& ⑥设计算例,即优化设计算例。优化设计算例可以根据几何设计自动进行搜索,以获得最佳设计。该软件配备的技术可以快速测出趋势,然后通过最少的运行次数确定最佳解决方案。优化设计算例要求定义以下内容: &&& a.目的或目标:确定算例的目标。例如,最大程度地减少要用的材料。 &&& b.设计变量:选择可能更改和设定其范围的尺寸。例如,孔的直径变化范围是50~75mm,而草图的伸长范围则为30~50mm。 &&& c.约束:设定优化设计必须满足的限制条件。例如,可以要求应力分量不超过一定的值,固有频率处在指定的范围内。 &&& 注意:对于非优化设计算例,不要定义任何目标。
&&& ⑦非线性算例。如果线性静态分析的前提条件不适用,则可以使用非线性算例来解决问题。非线性的主要来源有:大型位移、非线性材料属性和接触。非线性算例以不断递增和变化的载荷级别和约束来计算位移、反作用力、应变和应力。当惯性力和阻力可被忽略时,用户便可使用非线性动态分析。 &&& 这里的非线性算例,是指非线性结构算例。对于热力算例,该软件根据材料属性和热力约束及载荷自动解决线性问题或非线性问题。
&&& 解决非线性问题比解决相似的线性静态算例所需的时间和资源要多得多。
&&& 重叠原则不适用于非线性算例。例如,如果在某一点上,应用力F1产生应力S1,应用力F2产生应力S2,同时应用这两个力并不一定像在线性算例中一样在该点产生应力(S1+S2)。 &&& 非线性算例有助于用户超出静态算例和扭曲算例的限制来评估设计的行为。
&&& 当激活了大型位移选项之后,静态算例可以为接触问题提供非线性求解。
&&& ⑧跌落测试算例。跌落测试算例用来评估设计掉落在硬地板上的效应。除引力外,还可以指定掉落距离或撞击时的速度。该程序通过显性积分方法解出动态问题为时间的函数。显性方法速度快,但要求使用小的时间增量。由于分析过程中可能产生大量的信息,该程序将以一定的时间间隔在指定的位置保存结果,然后运行分析。
&&& 完成分析之后,可以绘制有关位移、速度、加速度、应变和应力的图表。 &&& ⑨疲劳算例。即使引发的应力比所允许的应力极限小很多,但是反复加载和卸载,在一段时间过后还是会损伤物体。某一位置发生疲劳失效所需的周期数取决于材料和应力波动。对于特定材料而言,这些信息由曲线(称为S-N曲线)给出。曲线描绘了在不同应力水平下导致失效的周期数。疲劳算例可以根据疲劳事件和S-N曲线评估物体的使用寿命。 &&& (4)失效准则 &&& 失效准则通常预测材料在多轴向应力状态下的失效。安全系数向导会根据所选的失效准则评估模型的安全性。材料可能以延性或脆性的方式作用,具体取决于温度、载荷应用速率、化学环境和成形处理。没有单个的失效准则可适用于所有条件下的材料。用户应该使用获得的关于材料的所有信息来选择失效准则,可以尝试多个应力准则来评估模型的安全性。该软件支持7个失效准则:最大von Mises应力准则、最大抗剪应力准则、Mohr-Coulomb应力准则、最大法向(正)应力准则、最大应力准则(复合)、Tsai-Hill失效准则(复合)和Tsai-Wu失效准则(复合)。它们的摘要见表14-1。 &&& 表14-1 失效准则摘要
&&& 注: &&& 1.“复合”,即复合层材料。其中,1指顺着复合层的方位方向,2指横穿复合层面的方向,X和S是复合的正常和抗剪强度。 &&& 2.安全系数的取值要查找行业设计规范,一般地面机械设备取为2.5~3,航空产品取为1.3~1.5,一次性使用的航天产品取为1.1~1.2。 &&& 3.安全系数的解释:安全系数向导根据失效准则计算网格化模型每个节的安全系数;某位置的安全系数小于1.0表示该位置的材料已失效,以红色显示;某位置的安全系数为1.0表示该位置的材料刚开始失效;某位置的安全系数大于1.0表示该位置的材料是安全的,以蓝色显示。
责任编辑:刘谊萍

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