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运用mechanica对杠杆进行一些简单的应力和应变分析 1、建立模型2 B6 ~ q5 a' |
! N/ k4 t2 c0 ^( t. C0 G% R2 ~
! Q* [ g% I# |! H
2、进入mechanica模式" V5 ^# Q9 O8 a- g0 ?
3 U7 Q2 E3 g! [, {4 V8 `2 r4 K' { & C4 p& F1 K& W% q6 o
, ? c3 X7 ^+ b
3、首先设置模型的材料属：
! m$ w+ e9 ?0 W' M. L5 t" r
# e* m0 a4 a: ?" `6 _% g2 F1 [
: R$ W4 f- |0 u" }0 q* C
) p2 u4 B, ~- s2 m6 K7 C材料选择steel钢：5 K2 T; g1 {" P( D
+ y! {$ t1 d' ]+ g( ]
: L5 B Q7 o# ]4、建立受力的曲面2 Y* [5 d/ ?2 k5 w
, d, ]5 e# Y3 v9 [- F8 M( l
. U7 C" P2 t& `选取草绘平面FRONT ，进入草绘模式，绘制如下的图形：
8 U. z# }, y% t4 ]% Y4 R
2 w r& J4 T- ^* p3 v! c
9 j- J/ b$ Q) E2 E" [$ {( A6 {) K- L( O/ @8 G9 `
因为受力的曲面为左右两内孔1/6圆周曲面，因此这里画长度为30的矩形，然后投影到内孔曲面上，所产生的投影曲面即为受力曲面。（左边内孔的受力曲面需画长度为40的矩形，操作同上）: ]' r: x9 i e9 F$ `/ P8 Y
如下图所示：+ s a- E4 p5 M- k1 e
2 i# X: I- D! Z) v/ j& T! V
8 k; [/ C+ w: ?5 ^& X( ^/ a; N% Y( p# C! {) V5 i$ y7 ~, m
8 r' r2 D. k/ L; L% w2 B5、建立约束条件
4 J5 K: ] r. Z在位移约束方面，我们使中间的内孔在x,y,z三个方向上固定，让所有旋转自由度自由，设置步骤如下：+ t7 K, L* E2 W! a' h9 E
/ p6 _. t) R9 U, x3 t6、建立压力载荷6 D" M5 `3 E3 @. a2 P0 O# N* j
在受力方面，我们之前已经定义了两个曲面为受力曲面，现在只要计算出曲面上单位面积的压力即可定义出压力载荷，首先我们测量曲面的面积：) w( V6 R j& [9 s X+ F
, f- ^! W; [& g4 B6 L
% U$ C, A) Z/ L: h0 `2 R
# K7 i( d; a4 V9 U: _算出两个曲面的面积后，我们定义两曲面受到的总压力各为20T，就可以得出单位面积的压力了：
0 X7 z: L5 |: C" @' U4 ~
8 G8 L8 C- u' g! o. T" g
完成了约束和压力的设置后，结果如下图：; g: U7 a* l ~# |/ j; B
+ |* M% H4 Q ?4 L6 T
1 A0 L/ C7 U0 e& a. `* H' c
7、分析过程7 l2 _$ x, p; p5 r. n$ ^
现在我们可以进行分析了，这里只介绍下简单的静态分析* W9 J8 O9 D# T O7 S$ ~: I. Z
" p) v% o. G+ Q) c* n" D
% W$ {8 @, c, ?7 B: ] 分析开始运行： 分析成功结束：
* k- h* ~: ]0 h/ f; B# _
9 u. n+ A6 F D, e
! d5 T- Z h: Q$ C+ G! ?2 R3 Q+ I8、显示结果
; K9 [' B- J3 M; b, b" j8 \
# k* d: a8 `4 {; {
- Y& D' c% d+ I- d0 Z
得出的应力结果，以云形图的方式呈现：* n" j- {" _1 }: \( ~1 t1 i9 ^% B
说明：所看到的应力变形并非真实的量，mechanica为了显示清楚的结果把变形量放大了，实际上的应力变形是很微小的。右边的数字代表的是应力的值，可以看到，最大的应力为红色部分，大小为10.92，而我们选择的材料是steel，抗拉强度达到40~50，因此在不考虑热力变形的情况下可以初步判断设计的零件结构在应力上时完全符合要求的。（在要求范围之内，可以使用优化设计，减少材料的厚度）
. t$ W: X, L `& z+ O3 Q8 I% J/ E5 B
. J3 P" \& z b- X9 o* D) D% V 9 L$ ?8 {2 ?* ?
5 m1 z7 {9 M0 k# w) ~*为了观察应力的变化过程，可以进行动画的设置： *显示位移量的设置：
: T/ k$ b8 x7 S0 M
+ R! j* u/ q+ D- J, H得出的位移变化云形图：
6 V+ N( Z3 _% g {8 q8 o说明：可以看到，红色的部分是位移最大的，大概为0.12mm左右，根据零件和机构精度要求不同，我们可以依据此数值初步判断零件结构的合理性，并进行修正。4 H- b- I; f1 o
另外，0.12mm是x,y,z三个方向的位移矢量合，单方向的值会小于0.12mm。
. t# r. C# Y4 I7 r1 F2 R, j4 D: q- R
' Z0 }8 u' M& z* E
, f$ ]: L5 C% g3 [
选择不同的条件还可以得出以下的一些静态分析结果：
8 z) T9 F# _0 [( V/ ~4 S
8 e% q" q# u n! r
8 s$ C4 i, t) C' F) O: M# j
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发表于 2015-3-20 16:54
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