Устойчивый термический анализ

В этом типе анализа нас интересуют только тепловые условия тела, когда оно достигает теплового равновесия, но нас не интересует время, необходимое для достижения этого состояния. Температура каждой точки модели останется неизменной до тех пор, пока в системе не произойдет изменение. В состоянии равновесия тепловая энергия, поступающая в систему, равна тепловой энергии, покидающей ее. Как правило, единственное свойство материала, необходимое для анализа в установившемся режиме, - это теплопроводность.

Переходный термический анализ

В этом типе анализа мы заинтересованы в знании теплового состояния модели в разные моменты времени. Например, разработчик термосов знает, что температура жидкости внутри в конечном итоге сравняется с комнатной температурой (установившееся состояние), но он заинтересован в определении температуры жидкости как функции времени. В дополнение к теплопроводности нам также необходимо указать плотность, удельную теплоемкость, начальный профиль температуры и период времени, в течение которого требуются решения.

До этого момента мы изучили основы различных анализов, которые можно выполнять в SolidWorks. Теперь мы узнаем об исследованиях, которые можно выполнить в SolidWorks.

DROP TEST STUDIES

При испытаниях на падение моделируется эффект падения детали или сборки на жесткий или гибкий пол. Для проведения исследования пол считается жестким или гибким. Силы, которые автоматически учитываются в этом исследовании, - это сила тяжести и реакция на удар.

АНАЛИЗ УСТАЛОСТИ

Усталость - это скорее исследование, чем анализ. Но обычно это называется анализом. Этот анализ используется для проверки влияния непрерывной нагрузки и разгрузки сил на тело. Базовым элементом для выполнения анализа усталости являются результаты статических, нелинейных или динамических линейных динамических исследований.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СОСУДА ДАВЛЕНИЯ

Исследование конструкции сосуда под давлением позволяет объединить результаты статических исследований с желаемыми факторами и интерпретировать результаты. Исследование конструкции сосуда под давлением объединяет результаты статических исследований алгебраически с использованием линейной комбинации или квадратного корня из суммы квадратов.

ДИЗАЙН-ИССЛЕДОВАНИЕ

Исследование дизайна используется для оптимизации дизайна. Используя исследование дизайна, вы можете:

· Определите несколько переменных, используя параметры моделирования или управляя глобальными переменными.

· Определите несколько ограничений.

· Определите несколько целей с помощью датчиков.

· Анализируйте модели без результатов моделирования. Например, вы можете минимизировать массу сборки с помощью переменных, плотности и размеров модели, ограничения и объема.

· Оцените выбор конструкции, определив параметр, который задает телам в качестве переменной использование различных материалов.

До этого момента вы ознакомились с анализом, который можно выполнить с помощью SolidWorks. Но знаете ли вы, как программа анализирует проблемы. Ответ - FEA.

FEA

Метод конечных элементов (FEA) - математическая система, используемая для решения реальных инженерных задач путем их упрощения. В FEA от SolidWorks модель разбита на мелкие элементы и узлы. Затем к каждому элементу и узлу прилагаются распределенные силы. Суммарный результат сил рассчитывается и отображается в результатах. Элементы, на которые можно разбить модель, показаны на Рисунке 4, 5 и 6.

Общая библиотека конечных элементов для линейного статического и динамического анализа напряжений:

Элемент	Иллюстрация	Заметка
3-D ферма, 2 узла		Элементы фермы используются для обеспечения жесткости между двумя узлами. Эти элементы передают вдоль своей оси сжимающие и растягивающие нагрузки. Они не несут изгибающей нагрузки.
3-х мерная балка, 2 узла		Элементы балки используются для обеспечения жесткости при растяжении, изгибе и вращении между двумя узлами. Эти элементы могут иметь самые разные геометрические формы поперечного сечения, включая многие стандартные типы.
3D плоскость мембраны Стресс 3 узла		Элементы напряжения в плоскости мембраны используются для моделирования «тканевых» конструкций, таких как палатки, детские кроватки, куполообразные стадионы и т. д. Они поддерживают три поступательных степени свободы и нагрузку в плоскости (мембрана). Ортотропные свойства материала могут зависеть от температуры. Доступны несовместимые режимы.
3D плоскость мембраны Стресс 4 узла
2d эластичность, 3 узла.		Элементы упругости используются для формул плоской деформации, плоского напряжения и осесимметричной конструкции. Они поддерживают две поступательные степени свободы. Свойства ортотропного материала могут зависеть от температуры. Доступны несовместимые режимы.
2d эластичность, 4 узла.
3D кирпич, 4 узла.		Элементы кирпича используются для моделирования поведения твердых тел. Они поддерживают три степени свободы поступательного движения, а также несовместимые режимы смещения. Применения включают твердые объекты, такие как колеса, лопатки турбины, фланцы и т. Д.
3D кирпич, 5 узлов.		то же, что и выше
3D кирпич,6 узлов.		то же, что и выше
3D кирпич,8 узлов.		то же, что и выше
3д пластина, 3 узла.		Пластинчатые элементы используются в конструкции сосудов высокого давления, кузовных деталей автомобилей и т. Д. Они поддерживают три поступательные и две вращательные степени свободы, а также ортотропные свойства материала. Дополнительная жесткость при вращении вокруг перпендикулярной оси автоматически добавляется к узлу каждого элемента. Тонкий композитный пластинчатый элемент доступен для использования в таких моделях, как механическое оборудование, велосипедные рамы и т. Д. Также доступен толстый композитный пластинчатый элемент, который может использоваться в таких моделях, как сотовые многослойные конструкции, авиационные изделия и т. Д. Как тонкие, так и толстые элементы композитных пластин не имеют ограничений относительно ориентации или последовательности укладки и поддерживают критерии разрушения Tsai_wu, максимального напряжения и максимальной деформации

Тетраэдрический, 4-узловый.		Тетраэдрические элементы используются для моделирования твердых объектов, таких как шестерни, блоки двигателя и другие объекты необычной формы. Они поддерживают три степени свободы поступательного движения. Они также доступны в формулировках более высокого порядка (узлы на средней стороне).
Граница, 2 узла		Граничные элементы используются вместе с другими элементами. Граничный элемент жестко или упруго поддерживает модель и позволяет извлекать опорные реакции. Граничные элементы также используются для наложения указанного поворота или смещения.
Разрыв / кабель, 2 узла		Элемент зазора имитирует сжатие, при котором при прогибе два узла соприкасаются и передают силу, например, когда шарикоподшипник перемещается в шарнире. Используя элементы зазора, можно определить напряжения, изгибающие моменты и осевые силы в местах соприкосновения подшипника и соединения. Кабельный элемент имитирует натяжение, когда два узла, удаляющиеся друг от друга на заданное расстояние, приводят к тому, что элемент становится активным. Это все еще анализ малых прогибов и малых деформаций, но с возможностью соединения, чувствительного к изгибу.