Прочностной анализ в SolidWorks Simulation с пояснительной запиской
SolidWorks Simulation удобен тем, что расчет живет внутри той же модели, по которой потом делают чертеж. Студенту не нужно переносить геометрию в отдельную программу, поэтому кафедры машиностроения часто просят проверить спроектированную деталь или узел именно здесь. Я беру такие расчеты по готовой модели заказчика и по заданию, где модель еще нужно построить.
Считаю статическую прочность, собственные частоты, устойчивость, нагрев и усталость, оформляю результаты в пояснительную записку по методичке. Расчет можно заказать отдельной работой или как часть курсового проекта по деталям машин и дипломного проекта.
Какие исследования делаю в SolidWorks Simulation
В Simulation каждый расчет называется исследованием, и тип исследования выбирается в самом начале. Для студенческих работ чаще всего нужны такие.
- Статическое исследование, напряжения по Мизесу, перемещения и коэффициент запаса для детали или сборки под рабочей нагрузкой
- Частотное исследование, собственные частоты и формы колебаний вала, рамы или кронштейна
- Исследование потери устойчивости, коэффициент критической нагрузки для сжатых стоек и тонких стенок
- Термическое исследование, установившееся или переходное поле температур в корпусе, радиаторе или нагреваемой детали
- Усталостное исследование по кривой S-N материала, когда нагрузка повторяется циклами
- Испытание на падение и нелинейный расчет, если в задании большие перемещения или пластичность
Крепления, нагрузки и соединения в сборке
Модель закрепляю так, как деталь сидит в механизме. Жесткая заделка подходит для фланца на болтах, ролик или ползун для поверхности, которая может скользить, неподвижный шарнир для отверстия под ось. Нагрузки задаю силой, давлением, крутящим моментом, весом и центробежной силой, нагрузку от вала на корпус переношу через нагрузку подшипника, чтобы она легла на отверстие по синусу, как в реальном узле.
В сборке важны контакты. Глобальный контакт «связанные» быстро считается и годится, когда детали сварены или склеены. Если детали могут раздвигаться, ставлю контакт без проникновения, и расчет становится нелинейным. Болты, штифты, пружины и подшипники описываю соединителями, у болта задаю предварительную затяжку. Сварные рамы из профиля считаю балками, листовые детали оболочками по срединной поверхности, это сильно облегчает сетку.
Сетка и сходимость в Simulation
Сетку строю на основе кривизны, чтобы мелкие скругления и отверстия получили достаточно элементов. Для отчета использую сетку высокого качества с параболическими тетраэдрами, черновая сетка с линейными элементами годится только для прикидки. В местах концентрации напряжений, у галтелей, пазов и отверстий, добавляю элемент управления сеткой.
Сходимость показываю двумя путями. Можно пересчитать модель на двух или трех сгущающихся сетках и свести максимум напряжений в таблицу, а можно включить адаптивное сгущение сетки, при котором программа сама измельчает элементы до заданной точности. Острые внутренние углы без скругления дают напряжения, которые растут при каждом сгущении. Такие точки объясняю в записке и оцениваю прочность по зоне рядом с ними.
Хотите понять, сколько будет стоить расчет в SolidWorks Simulation? Пришлите задание, я посмотрю и назову цену. Написать в Telegram
Результаты и проверка вручную
Основные эпюры это эквивалентные напряжения по Мизесу, результирующие перемещения и эквивалентная деформация. Запас прочности строю мастером проверки коэффициента запаса по пределу текучести для пластичных сталей или по пределу прочности для чугуна. В эпюрах настраиваю масштаб деформации и пределы шкалы так, чтобы преподаватель сразу видел опасную зону.
Чтобы результату можно было доверять, сверяю сумму реакций в креплениях с приложенной нагрузкой и считаю простой участок по формулам сопротивления материалов, например изгиб вала между опорами. Если методичка требует, сравниваю результат с допускаемыми напряжениями из расчета по деталям машин.
Что идет в пояснительную записку
Встроенный отчет Simulation выгружается в Word, но для курсового он слишком сырой, поэтому записку пишу по структуре из методички. Обычно в ней такие части.
- Назначение детали или узла, расчетная схема и исходные данные
- Описание 3D-модели и упрощений, удаленные фаски и мелкие элементы
- Материал и его характеристики из библиотеки SolidWorks или из задания
- Крепления, нагрузки, контакты и соединители с рисунками
- Параметры сетки и таблица сходимости
- Эпюры напряжений, перемещений и запаса прочности с пояснениями
- Ручная проверка, выводы и предложения по изменению конструкции
Что вы получаете
- Файлы детали или сборки SolidWorks с сохраненными исследованиями Simulation, которые открываются в вашей версии
- Эпюры и графики в хорошем разрешении для записки и слайдов
- Пояснительную записку с расчетной схемой, описанием модели, сходимостью и выводами
- Ручной проверочный расчет, если он нужен по методичке
- Пояснения к защите, почему выбраны именно такие крепления и контакты
Что прислать для оценки
- Задание с нагрузками, материалом и условиями закрепления
- Готовую модель детали или сборки, если она есть, или чертеж, по которому ее строить
- Методичку или требования к записке
- Версию SolidWorks и то, подключен ли у вас модуль Simulation, Standard, Professional или Premium
- Расчеты по деталям машин, если результаты Simulation нужно с ними сравнить
Сколько стоит расчет в SolidWorks Simulation
Цена индивидуальная, называю ее после того, как посмотрю задание. На нее влияет, есть ли готовая модель, сколько в сборке деталей и контактов, какие исследования нужны и какой объем записки требует кафедра. Оценка бесплатная.
Что спрашивают про расчет в SolidWorks Simulation
- Откроется ли модель в моей версии SolidWorks?
- Файл, сохраненный в более новой версии, старая версия SolidWorks не открывает. Напишите версию сразу, тогда я работаю в ней, и вы откроете и модель, и исследования без потерь
- Какой лицензии Simulation хватит для моего задания?
- Простую статику одной детали считает даже встроенный SimulationXpress. Статика сборок и усталость входят в Simulation Standard, частоты, устойчивость и температура требуют уровня Professional, нелинейные задачи Premium. Если в компьютерном классе стоит урезанная версия, учту это при постановке расчета
- Можно посчитать всю сборку целиком?
- Можно. В сборке задаю контакты между деталями и соединители для болтов и подшипников. Если сборка большая, часть деталей заменяю нагрузками или исключаю из расчета, чтобы модель считалась и при этом честно описывала узел
- Сколько стоит расчет в SolidWorks Simulation?
- Цену называю после того, как посмотрю задание и модель. Пришлите их вместе с методичкой и версией программы, оценка бесплатная
- Нужен расчет течения или обтекания, это тоже Simulation?
- Течения в SolidWorks считаются в отдельном модуле Flow Simulation. Такие задачи я тоже беру, напишите, есть ли он у вас в сборке программы
- Сделаете чертеж детали вместе с расчетом?
- Да. Чертежи по ЕСКД делаю по той же модели, поэтому размеры в расчете и на чертеже совпадают
Если вашего вопроса здесь нет, задайте его мне, отвечаю в любое время. Спросить в Telegram
Другие инженерные расчеты
- Расчет на прочность в КОМПАС-3D с APM FEM
- Расчет в ANSYS Mechanical и Fluent
- Расчет на прочность деталей и конструкций
- Чертежи по ЕСКД и СПДС в AutoCAD и КОМПАС
- Расчет в Abaqus, контакт, пластичность и удар
- Расчет в Femap с пояснительной запиской
- Расчет в ЛИРА-САПР с пояснительной запиской
- Расчет в SCAD Office с пояснительной запиской
- Все инженерные расчеты