带孔板的建模及有限元分析.doc

基于SolidWorks带孔板的建模及有限元分析李军摘要：利用SolidWorks对带孔矩形板进行虚拟建模，通过赋予板材材质、载荷后进行网格划分，进而进行有限元分析，得出其应力、应变和位移的分布图，并对结果进行分析研究对板材安全性的影响。关键词：SolidWorks；带孔板；建模；有限元分析0SolidWorks简介Solidworks是一款优秀的三维设计软件，具有十分强大的零件设计功能及装配模块，同时也拥有丰富的后置处理模块。由于其功能强大，新手上手快，应用领域广，所以成为了主流的三维造型软件。经过17年的发展，在全球已经拥有30多万的客户，最新版本为SolidWorks2011版。在中国SolidWorks在计算机辅助设计、计算机辅助工程、计算机辅助制造、计算机辅助工艺、数据管理等方面为企业提供了强大的动力，使企业在管理、设计和制造方面有了很大的提升。1带孔板的模型建立矩形板材的尺寸为300*180*10mm，孔位于中心，直径为50mm，模型如图1。图1带孔矩形板模型2前置处理在CommandManager中点击SIMULATION选项，建立新算例，名称默认，确认。赋予板材材料属性材料为AISI304，材料属性如表1表1材料的属性模型参考属性零部件名称:AISI304模型类型:线性弹性同向性默认失败准则:最大vonMises应力屈服强度:+008N/m^2张力强度:+008N/m^2弹性模量:+011N/m^2泊松比:质量密度:8000kg/m^3抗剪模量:+010N/m^2热扩张系数:/KelvinSolidBody1(凸台-拉伸1)(aisi304带孔矩形钢板静力分析)曲线数据:N/A网格生成在SIMULATION选项中选择“运行”中的“生成网格”，使用默认网格划分。网格信息如表2，网格信息细节如表3，网格划分后的模型如图2。表2网格信息网格类型实体网格所用网格器:基于曲率的网格雅可比点4点最大单元大小mm最小单元大小mm网格品质高表3网格信息细节节点总数23523单元总数13612最大高宽比例单元(%)，其高宽比例<3单元(%)，其高宽比例>100扭曲单元(雅可比)的%0完成网格的时间(时;分;秒):00:00:03计算机名:PC-2016图2网格划分后的模型使用惯性卸除，消除刚体运动。如果不进行刚体运动消除，将出现如下的错误提示。施加载荷类型为法向，施加部位为模型的左面和右面，载荷为-15000N，确认。细节如表4。表4载荷施加载荷名称装入图象载荷细节力-1实体:2面类型:应用法向力值:-15000N3静力学分析前置处理完成后，进行运行，进行静力学分析，会生成3个默认图解，应力分布图。应力分析名称类型最小最大应力1VON:vonMises应力+006N/m^2节:3909+007N/m^2节:11498Aisi304带孔矩形钢板静力分析-算例1-应力-应力1由应力云图可以看出，，板所受的应力最大值为+007N/m^2远小于材料的屈服强度+008N/m^2，处于安全状态。位移名称类型最小最大位移1URES:合位移mm节:11498mm节:3831Aisi304带孔矩形钢板静力分析-算例1-位移-位移1由位移云图可以看出，其最大位移为mm，在误差允许范围之内。应变名称类型最小最大应变1ESTRN:对等应变单元:7844单元:8823Aisi304带孔矩形钢板静力分析-算例1-应变-应变1由应变分布图可以看出，最小应变为，最大为，分别位于图中标示区。由于应变较小，故对板材的安全性没有影响。