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
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
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
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 2.000 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) = 320.000 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
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 30.000.000 psi (pound
per inci persegi). Aluminium
memiliki nilai E 10.000.000 psi. The ABS plastik yang telah kita pilih memiliki nilai E
dari 320.000
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
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).
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
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
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 20.500 elemen yang
dibuat (nomor Anda mungkin lebih atau kurang, tergantung pada seberapa jauh ke kanan Anda pindah mesh ukuran slider bar). Ada sekitar
35.000 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 100.000 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 3.690
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
Mises-stres, 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
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,
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
Welcome to
Solidworks Simulation Tutorial
of
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.
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
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
10) Click on ‘New Study’.
10) Under Type Select Static
11) The SolidWorks study is now created
12) Sekarang, kita perlu menetapkan bahan untuk perakitan jack lantai. Di bawah study1, klik kanan dan pilih Apply Parts
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.
15) Sekarang, kita akan menerapkan kekuatan untuk perakitan. Klik kanan Beban Eksternal pilih Force.
15)
15)
15)
15)
15)
15)
15)
15)
15)
15)
15)
15)
15)
15)
15)
15)
15)
15)
Select the top face of the jacking surface
16) Mengubah Unit ke Bahasa Inggris (IPS). Di bawah Force, pilih normal untuk arah dan mengatur 3000 sebagai
Besarnya kekuatan. Periksa kekuatan yang menunjuk ke bawah.
17) Sekarang, kita akan mendefinisikan kendala untuk perakitan. Klik kanan dan pilih Geometry Jadwal Tetap
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.
21) Di bawah gunung roda belakang, klik pada dua wajah melingkar seperti terlihat dalam gambar untuk Wajah, Tepi,
Simpul untuk Restraint(
Faces, Edges,
Vertices for Restraint.)
. Kedua wajah berada dalam kontak dengan bantalan dari roda belakang. Oleh karena itu, merekayang terkendali
