弯曲应力:手动vs CAD仿真
弯曲应力在一个函数中定义截面悬臂
在SolidWorks手工计算与仿真
步骤1:定义悬臂梁
鉴于:10.0米长光束横截面定义的函数Y ^ 2 = 400 x,由ASTM 36钢铁和携带5.0 kN的梁上的负载。
梁的弯曲应力是由于梁的重量加上5.0 kN重量的一端如图所示。
步骤2:计算区域,记为
手工计算:
1 -确定区域并使用微积分杠杆臂的记为。
确定区域使用微积分杠杆臂的转动惯量。
剖面模数,S = I / C本季度的部分(我们不会使用)是106.7 x10 / .075 = .142 m ^ 3 ^ 4。你只需要这是你想要使用这个配置文件作为梁横截面。
步骤3:计算面积惯性矩
惯性矩是定义为一个地区的二阶矩。
在这种情况下我们希望区域惯性矩对x轴然后多个价值4的全截面梁。惯性矩的值对给定的形心轴只有在这种情况下作为一个检查在SolidWorks帮助验证我们的手工计算由于SolidWorks部分属性只计算区域对质心轴的转动惯量。
的惯性矩和区域显示了完整的横截面:
第四步:计算梁的重量
梁的体积是X的长度。
质量= X体积密度
重量,W =质量X重力加速度
第五步:剪力图和弯矩图
现在我们可以素描的剪力和弯矩图由于梁的重量和5.0 kN的梁上的负载。
从这我们确定255年的最大力矩kN-m发生在悬臂约束,我们可以期待。
第六步:计算弯曲应力
最大弯曲应力是大约120 Mpa,安全系数约为2.1
第七步:驱动方程曲线
现在,在SolidWorks我们可以创建创建函数定义截面的梁首先通过插入一个方程曲线
参数和语法如下所示的对话框。
第八步:检查部分的属性
确保面积、质心和面积惯性矩匹配的手工计算梁的四分之一的部分。这只是给你信心作为其他函数的计算这些值手动定义截面。
第九步:创建梁的三维实体模型
镜子季度部分然后再镜子这些概要文件创建完整的截面梁。现在挤出这个横截面长10.0米。
第十步:检查光束的质量特性
确保梁的体积和质量与手工计算。
步骤11:添加一个盘子克制的最终视觉效果
终板可以被添加到克制结束如果你想帮助的可视化仿真。
步骤12:设置模拟
这是假设你已经仿真包在SolidWorks加载并可以使用了。(见轴向变形教程如果不是这样)。
从下拉菜单,选择模拟、静态分析。
从下拉菜单,选择模拟,应用材料。选择ASTM 36材料,然后选择Apply并关闭。
从下拉菜单,选择模拟加载/夹具,夹具,固定几何。选择的固定端悬臂如下所示。
步骤13:在悬臂上添加加载
从下拉菜单,选择模拟加载/夹具,力量。然后在对话框中,选择力和框的脸和边法向力的高亮显示,选择最高顶点线的悬臂梁的重量是放在最上面边缘现在显示在对话框中。
选择所选方向选项,然后选择前面的飞机从树模型的特征管理器(这是假设的挤压梁是在前面飞机模型的创建一个方程曲线驱动时的默认平面Y = X的函数)的力方向(列表中的第二位)垂直力的方向,然后输入梁的总重量(41000 N),然后选择反方向的力- Y方向。
现在,把5.0 kN的梁上的负载使用一个类似的过程如上所述。从下拉菜单,选择模拟加载/夹具,力量。然后在对话框中,选择力和框的脸和边法向力的高亮显示,选择终点悬臂的5.0 kN负载被放置现在最终的顶点是显示在对话框。使用相同的程序上面使用的力指向- Y方向。
步骤14:网格悬臂固体模型
从下拉菜单,选择网格,应用控制。对话框打开时,选择您的模型的名字在图形窗口的左上角,以便模型名称出现在对话框标记的选择实体。的网格密度可能会增加一些滑块向右滑动密度指标大约一半中期点和点之间的方式。选择ok。
现在,从下拉菜单,选择网格,网格创建。从打开的对话框,网格密度可能再次增加了指标略向右滑动。选择ok。
中创建的网格现在整个悬臂梁和准备运行仿真。
15步:运行仿真
拉·冯·米塞斯应力所示颜色阴谋。
虽然类型的压力可能改变显示原则强调或其他压力,但因为没有其他力量如扭矩组合应力明显不会改变。
