Solidworks应力分析实例
基于Solidworks 软件的应力分析
Solidworks 中有限元分析插件CosMos/Works 分析零件的静力学性能，得出载荷分布情况，定性的分析极限载荷（这里指的是最大扭矩）下的应力，应变分布及其安全性能。
其分析流程如下：
1、建立一个简化的分析模型；
2、指定材料、元素和截面；
3、加约束和载荷；
4、设定网格；
5、执行分析；
6、结果显示；
7、生成研究报告。
分析对象
电机轴及啮合处的变速器输入轴，离合器花键轴及啮合处的离合器从动盘，电机轴和离合器花键轴之间的联接螺栓（M12x40，10.9级）。
材料
目前公司所用的变速器输入轴材料为20CrMnTi ，考虑其受力情况，材料不一致，其强度就会不一样，容易导致强度差的失效，因此根据目前情况，电机轴和离合器花键轴均选用20CrMnTi 。
20CrMnTi 用于制作渗碳零件，渗碳淬火后有良好的耐磨性和抗弯强度，有较高的低温冲击韧性，切削加工性能良好，承受高速、中载或重载以及冲击和摩擦的主要零件。
对于截面为15的样件，经过第一次淬火880℃，第二次淬火870℃，油冷；在经过回火200℃，水冷和空冷。得到的力学性能：抗拉强度MPa b 1080=σ，屈服强度MPa s 835=σ，伸长率（式样的标距等于5倍直径时的伸长率）%105=δ，断面收缩率%45=ψ，冲击韧度2/55cm J A kU =，硬度217HB 。
对于截面尺寸小于等于100的样件，经过调质处理，力学性能：抗拉强度
MPa b 615=σ，屈服强度MPa s 395=σ，伸长率%175=δ，断面收缩率%45=ψ，
冲击韧度2/47cm J A kU =。本分析还要使用到的参数：泊松比25.0=μ，抗剪模量G=7.938GPa ，弹性模量E=207GPa ，密度23/108.7m N ?=ρ。
螺栓联接受力分析
螺纹联接根据载荷性质不同，其失效形式也不同。受静载荷螺栓的失效形式多为螺纹部分的塑性变形或螺栓被拉断；受变向载荷螺栓的失效形式多为螺栓的疲劳断裂；对于受横向载荷的绞制孔用螺栓联接，其失效形式主要为螺栓杆被剪断，螺栓杆或连接孔接触面被挤压破坏。
对于10.9级M12的普通螺栓，屈服强度MPa s 900=σ，拧紧力矩T=120N.m 。 为了增强螺纹连接的刚性、防松能力及防止受载螺栓的滑动，装配时需要预紧。 其拧紧扳手力矩T 用于克服螺纹副的阻力矩T1及螺母与被连接件支撑面间的摩擦力矩T2，装配时可用力矩扳手法控制力矩。 公式：
d
* F *K =T2+T1=T 0
拧紧扳手力矩T=120N.m ，其中K 为拧紧力矩系数，0
F 为预紧力N ，d 为螺
纹公称直径12mm 。
摩擦表面状态
K 值 有润滑
无润滑 精加工表面 0.1 0.12 一般工表面 0.13-0.15 0.18-0.21 表面氧化 0.2 0.24 镀锌 0.18 0.22 粗加工表面
-
0.26-0.3
上表查得，一般加工表面在无润滑的情况下K=0.2 则预紧力N
N d
K T F 4
3
010510
122.0120*?=??=
=
-
螺栓承受的最大工作载荷来源于发动机输出传递的转矩，最大转矩850N.m ；最大工作载荷N
N F a 72.303510
3588503
=??=
-
螺栓的最大拉力N N N F C C C F F a 716.5091072.30353.050000)/(2110=?+=++= 螺栓的最大拉伸应力b σ，螺栓公称应力截面面积As=113.1mm 2
==
s
A F 1σ=50910.716N/（113.1?10
-6
m 2）=450.139MPa
剪切应力：
=+=
=
16
2)tan(31
2
0d
d F W T v T
πρ?τ0695
.2255.01
=σMPa
其中1d =10.106mm ，2d =10.863mm
根据第四强度理论，螺栓在预紧状态下的计算应力:
MPa
MPa ca 59.2920695.2253.13.131
3
2
1=?=≈+=
στ
σσ
强度条件：
MPa
MPa d F ca 900%8059.2924
3.12
1
?≤==
πσ
其中螺栓的屈服极限MPa s 900=σ；[]MPa MPa s 720900%80%80=?=*σ，所以螺栓满足其预紧力的确定原则：拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限s σ的80%。
离合器花键轴的转矩通过螺栓传递给电机轴，离合器花键轴最大转矩为
max
T =850N.m ，转换成对每个螺栓的剪切力N
N r
T f 72.303510
35885083
max =??=
=
-τ
MPa
mm
N r
f 789.0/35
14.372.3035'2
2
2
=?=
=
πττ
式中r=35mm
由上计算分析可以得出10.9级M12的普通螺栓满足应力要求。
电机轴应力分析
通过简化建立一个Solidworks 环境下的三维电机轴，如右图所示 材料名称：20CrMnTi
默认失败准则：最大von Mise 应力
载荷和夹具
夹具装卡位置为下图表蓝色部分的8个螺栓孔 夹具名称 夹具图像
夹具细节
固定-2
实体:
8 面
类型: 固定几何体
属性名称 数值 单位 弹性模量 2.07e+011 N/m^2 泊松比 0.25 NA 抗剪模量 7.938e+010 N/m^2 质量密度 7800 kg/m^3 张力强度 6.15e+008 N/m^2 压缩强度 1.5677e+008 N/m^2 屈服强度 3.95e+008 N/m^2 比热
47
J/(kg.K)
由于电机轴受最大极限转矩为1350N.m ，换算成力为1350/（20+25）×2×310=60000N 载荷名称 装入图象
载荷细节
力-1
实体: 10 面
类型: 应用法向力
值: 60000 N
有限元网格划分
网格划分
网格类型: 实体网格
所用网格器: 标准网格 自动过渡: 打开 光滑表面: 打开 雅可比检查: 4 Points 单元大小: 2.5 mm 公差: 0.125 mm
品质: 高 单元数: 628750 节数:
889774
应力-Stress
分析
电机轴-SimulationXpress Study-应力-Stress
图中及表中看出，静力学分析，花键最大应力σ=55.2144 MPa<<395MPa=s σ。因此此电机轴远远满足其应力要求的。
名称 类型
最小 位置 最大 位置 Stres s
VON:von Mises 应力
8.75826e-005 N/mm^2 (MPa)
-3.93462 mm, 20.7394 mm,
201.125mm
55.2144 N/mm^2 (MPa)
-27.8595mm, 29.6008 mm, 164.083 mm
位移
名称类型最小位置最大位置
Displacement URES:合位移0 mm -18.3487 mm,
24.7487 mm,
164 mm
0.0110655 mm
57.5619mm,
49.5787 mm,
58.1808 mm
电机轴-SimulationXpress Study-位移-Displacement 变形
电机轴-SimulationXpress Study-位移-Deformation
安全系数
电机轴-SimulationXpress Study-安全系数-Factor of Safety
Max-Factor of Safety = 4,510,026.50
Min-Factor of Safety = 7.15
由以上静力学有限元分析
电机轴应力在[]
8.75826e MPa范围内变化，最大应力值远小于屈
-
005
55.2144
~
服应力395MPa，满足其应力要求。
应变[]
0mm范围内变化，其最大应变在允许的范围内，故满足要求。
~
0.0110655
安全系数在[]
~
,4
15
.7范围内变化，可知其系数较大可靠。
026
50
.
,
510
离合器花键轴应力分析
通过简化建立一个Solidworks环境下的离合器花键轴三维图。
材料名称：20CrMnTi
默认失败准则：最大von Mise 应力
属性名称数值单位
弹性模量 2.07e+011 N/m^2
泊松比0.25 NA
抗剪模量7.938e+010 N/m^2
质量密度7800 kg/m^3
张力强度 6.15e+008 N/m^2
压缩强度 1.5677e+008 N/m^2
屈服强度 3.95e+008 N/m^2
比热47 J/(kg.K)
约束信息
夹具装卡位置为下图表蓝色部分的8个螺栓孔
夹具名称夹具图像夹具细节
固定-2 实体:8 面
类型: 固定几何体
载荷信息由于电机轴受最大极限转矩为850N.m，换算成力为850/（20+25）×2
×3
10=37778N
载荷名称装入图象载荷细节
力-2
实体:10 面
类型: 应用法向力
值: 37778 N
有限元网格划分
网格类型: 实体网格
所用网格器: 标准网格
自动过渡: 打开
光滑表面: 打开
雅可比检查: 4 Points
单元大小: 2.5 mm
公差: 0.125 mm
品质: 高
单元数: 178776
节数: 260537
完成网格的时间(时;分;秒): 00:00:16
计算机名: LENOVO-PC
经过有限元网格划分之后，对其应力进行定性的分析
名称
类型
最小 位置 最大 位置
Stress VON:von Mises 应力
0.00179609
N/mm^2
(MPa)
(0.00338105 mm, 140.956 mm,
-0.00108279 mm)
153.284 N/mm^2 (MPa)
(-2.76726 mm, 170.927 mm, 24.5002 mm)
应力最大处出现在花键的中间位置，最小应力出现在靠近法兰盘处，具体如下图所示
离合器花键轴-SimulationXpress Study-应力-Stress
图中及表中看出，
(Max-Stress )= 153.284MPa < 395MPa
因此此花键轴还是满足其应力要求的
名称
类型
最小
位置 最大 位置 Displaceme nt
URES:合位移
0 mm
(24.7487
mm, 12 mm, 18.5487 mm)
0.134707 mm
(13.7839 mm, 252.115 mm, -35.1331 mm)
位移最大出现在花键离末端5.1331mm 处；最小位移靠近轴的起始端处。具体如图
离合器花键轴-SimulationXpress Study-位移-Displacement
安全系数
离合器花键轴-SimulationXpress Study-安全系数-Factor of Safety
Max-Factor of Safety = 219,921,56，位置处于花键轴靠近法兰盘处。
Min-Factor of Safety = 2.58
由以上静力学有限元分析
1、花键轴应力在[]
0.00179609MPa范围内变化，最大应力值小于屈服
153.284
~
应力395MPa，满足其应力要求。
2、应变[]
~
0mm范围内变化，可知其应变在可接受范围内，采用渗碳
0.134707
淬火处理增加轴的强度。
3、安全系数在[]
~
2.58范围内变化，位置处于花键轴中间处，此安全
219,921,56
系数并不能完全可靠保证轴的安全，因此在加工时对工件要进行调质处理，还要对花键轴表面渗碳淬火处理。调质处理是为了得到良好的切削性能和渗碳的目的保证其韧性和高塑性。渗碳处理是提高钢表面的硬度和耐磨性而心部仍保持韧性和高塑性，渗碳层深度随零件的具体尺寸及工作条件的要求而定，太薄易引起表面疲劳剥落，太深则受不起冲击，渗碳层深度据以往经验，一般取0.5~2.5mm，渗碳层表面硬度不低于60HRC，对于载荷大得轴类零件渗碳层深度选取1.0~1.5。
solidworks受力分析教程
solidworks 受力分析教程 作者：JingleLi ()本教程通过承载花盆分析花架受力情况，如下图。 1.在插件工具栏选择Simulation 加载插件 匸吿乂忡臼殊宕1视荃I*刘人训二具11；E□.閉輕呵L J y 谕0% 少迪? t S CkcurlVVQik? Ph°怖View kanlo^O SOUDV^ORKS SCi>*VC^K5 50UDWOA.C SOLO^OR*S lo-Anaiysl 3Cfl MotiOR flouting TcofcDM
5.应用材料：选择零件（可批量选择），然后点击选择适合的应用材料，也可以通过在组装 体或者零件中的材质选择材料。将所有零件材料配置完成进行下一步。
6. 夹具顾问：夹具顾问下有二级菜单，可按照实际设计选择夹具，本例子是花架，点击“夹 具顾问”在右栏添加夹具，或者直接点击固定几何体操作。按照提示添加固定面， 固定的面 会显示绿色固定钉。 7. 外部载荷顾问：外部载荷顾问也有二级菜单，根据受力情况选择，花架承受花盆的重力, 选择引力选项， 进入后选择基准面和受力方向。 拯 SOL/D^WKS 梵4p= 朱就袒专时世上血 丄帥 ￡lni.：iti 师 坯一(W) 牛討1鬥 才 ? 宾貧架?\s F < 1 E S3 4JS 1C20 PC 庁儿 AJ9 1035 詔聞 AJ5i io*5 C3，二 杏串jUM ；外垃 ?^-=芒 '3( -I^J 3)■亠 AISl 旳 3口 3t￡才书工抵卡勺 cpCJ jEffJ?m-Jr m *■ I > Jr>j JtflJI.Oflm? m* 1?:, *氐ffi?飙5加九『沁)± 卜證卑铳性吟13 ?證舷克也和 f 趾亏可戌性常U 351 痒 Q74隐 153； A151347驭押涵|⑥ AI5HL3Q Ji>. '^~r\ 365； AI9
SolidWorks支架受力分析报告
管道支吊架受力分析总结 管道安装在机电安装工程中占较大的比重，而管道支吊架的制安在管道安装中扮演着主要的角色，它直接关系到管道的承重流向及观感。有些支吊架不但影响观感，更存在着安全隐患，为了消除管道支吊架存在的各种隐患，使管道支吊架制安达到较高水平，有必要对管道支吊架进行荷载受力分析，确保支吊架荷载在安全范围以内。 选取宝鸡国金中心-购物中心地下室某段压力排水管道进行受力分析： 系统：压力排水 材质：镀锌钢管 管径：DN100 管道数量：两根 两支架间距：6米 一、管道重量由三部分组成：按设计管架间距内的管道自重、满管水重及以上两项之合10%的附加重量计算（管架间距管重均未计入阀门重量，当管架中有阀门时，在阀门段应采取加强措施）。 1、管道自重： 由管道重量表可查得，镀锌钢管 DN100：21.64Kg/m ，支架间距按6米/个考虑,计算所得管重为： f1=21.64*6kg=129.84kg*10=1298.4N 2.管道中水重 f2=πr2ρ介质l=3.14*0.1062*1000*6kg=211.688kg=2116.88N 3、管道重量 f=f1+f2+(f1+f2)*10%=3756.81N 4、受力分析 根据支架详图，考虑制造、安装等因素，系数按1.35考虑，每个支架受力为： F=3756.81*1.35/2=2535.85N 假设选取50*5等边角钢（材质为Q235）做受力分析试验 分析过程： 1、支架建立 1）在REVIT导出要进行分析的支架剖面，然后打开solidworks软件,打开保存好的CAD支架剖面图；
2）通过草图绘制工具绘制支架轮廓； 3）通过插入-焊件-结构构件选择50*5等边角钢，并在绘制好的轮廓图上依次描图（如果没有需要的型钢号，可以下载国标型钢库放在solidworks指定的文件夹）； 绘制型钢轮廓型钢的选择支架建立 4）赋材质：对支架模型赋予普通碳钢材质； 2、支架加载 1）定义受力面：对横担的水管投影区域进行分割，便于为下一步载荷选择指定面（我们等效管道的作用力集中在水平中心截面）； 2）边界条件、载荷的定义:对支架的上端进行固定，保证在力的加载过程中不晃动，对支架进行加载，力的大小为2535.85N; 定义受力面力的加载 3、受力分析 从图中可以看出屈服力大小为220.594MPa，而最大应力只有164.125MPa，最大应力小于屈服力的大小，型钢处于弹性应力应变阶段。 1）应力、应变关系如下： 绘制成应力应变曲线图如下： 从图中可以看出，应力/应变曲率变化不明显，处于弹性应力应变行为阶段，各部位均没有发生屈服现象。 由相关资料可查得50*5等边角钢的抗拉强度σb=423MPa，抗剪强度σr=σb*0.8=338.4MPa，型钢吊杆拉伸强度小于它的抗拉强度，型钢横担小于它的抗剪强度，所以50*5等边角钢可以满足使用要求。 2）危险部位应力分析 图中的蓝色区域为支架应力最大的地方，也即该处最容易发生变形与开裂，在设计中应对有较大变形的地方，解决办法有两个：1、加固，可以通过增加肋板来加固，在型钢焊接的地方更应该满焊以此增大接触面，从而减小开裂的可能；2、通过选择更大规格的型钢来试验，直到满足设计要求为止。 通过上述例子，如果我们选择40*4的等边角钢来试验，通过计算和分析校核，发现可以满足使用要求，从而更加节省了型钢的用量。 以上分析只考虑了垂直方向的载荷，实际上对于有压管道，同时存在水平方向的受力，所以我们分开单独分析一下。 二、支架水平方向受力
solidworks受力分析教程
solidworks受力分析教程 作者：JingleLi（）本教程通过承载花盆分析花架受力情况，如下图。 1.在插件工具栏选择Simulation加载插件 2. Simulation加载完成后选择工具栏，点击新算例 3.选择静应力分析，可以更改静应力分析的名称
4.依照工具栏的顺序，按提示操作一步一步进行。 5.应用材料：选择零件（可批量选择），然后点击选择适合的应用材料，也可以通过在组装体或者零件中的材质选择材料。将所有零件材料配置完成进行下一步。
6.夹具顾问：夹具顾问下有二级菜单，可按照实际设计选择夹具，本例子是花架，点击“夹具顾问”在右栏添加夹具，或者直接点击固定几何体操作。按照提示添加固定面，固定的面会显示绿色固定钉。 7.外部载荷顾问：外部载荷顾问也有二级菜单，根据受力情况选择，花架承受花盆的重力，选择引力选项，进入后选择基准面和受力方向。
8.连接顾问：连接顾问同样有二级菜单，点击“连接顾问”安排说明步骤选择结合-焊接、粘合剂，如果在组装体中各个面配合好，可以不用设置此项。 9.本例子无壳体，所以以上设置完后点击“运行此算例”直接进行计算。计算完查看结果。 10.结果查看与分析：分析完后看到架子受力变形很厉害，软件自动将变形形状放大很多倍数，便于查看变形结果。
但实际变形量需要设置才能看清楚，双击左边结果中的“应力”，设置变形为真实比例或自定义变形比例，选择适当单位，图标选项中选择浮点查看，以方便查看数据。 颜色的变化对应右边彩图可以知道受力大小，从此结果分析可以评估架子承受大小，易受力变形的点，和变形后的形状等。
管道应力分析报告概述
管道应力分析概述 CAESARII软件介绍 CAESARII管道应力分析软件是由美国COADE公司研发的压力管道应力分析专业软件。它既可以分析计算静态分析，也可进行动态分析。CAESARII向用户提供完备的国际上的通用管道设计规范，使用方便快捷。交互式数据输入图形输出，使用户可直观查看模型（单线、线框，实体图）强大的3D计算结果图形分析功能，丰富的约束类型，对边界条件提供最广泛的支撑类型选择、膨胀节库和法兰库，并且允许用户扩展自己的库。钢结构建模，并提供多种钢结构数据库.结构模型可以同管道模型合并,统一分析膨胀节可通过标准库选取自动建模、冷紧单元/弯头，三通应力强度因子（SIF）的计算、交互式的列表编辑输入格式用户控制和选择的程序运行方式,用户可定义各种工况。 一、管道应力分析的原则 管道应力分析应保证管道在设计条件下具有足够的柔性，防止管道因热胀冷缩、管道支承或端点附加位移造成应力问题。 二、管道应力分析的主要内容 管道应力分析分为静力分析和动力分析。 静力分析包括： 1）压力荷载和持续荷载作用下的一次应力计算——防止塑性变形破坏； 2）管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算——防止疲劳破坏； 3）管道对设备作用力的计算——防止作用力太大，保证设备正常运行； 4）管道支吊架的受力计算——为支吊架设计提供依据； 5）管道上法兰的受力计算——防止法兰汇漏。 动力分析包括：
l）管道自振频率分析——防止管道系统共振； 2）管道强迫振动响应分析——控制管道振动及应力； 3）往复压缩机（泵）气（液）柱频率分析——防止气柱共振； 4）往复压缩机（泵）压力脉动分析——控制压力脉动值。 三、管道上可能承受的荷载 （1）重力荷载：包括管道自重、保温重、介质重和积雪重等； （2）压力荷载：压力载荷包括内压力和外压力； （3）位移荷载：位移载荷包括管道热胀冷缩位移、端点附加位移、支承沉降等； （4）风荷载； （5）地震荷载； （6）瞬变流冲击荷载：如安全阀启跳或阀门的快速启闭时的压力冲击： （7）两相流脉动荷载； （8）压力脉动荷载：如往复压缩机往复运动所产生的压力脉动； （9）机械振动荷载：如回转设备的振动。 四、管道应力分析的目的 1）为了使管道和管件内的应力不超过许用应力值； 2）为了使与管系相连的设备的管口荷载在制造商或国际规范（如 NEMA SM-23、API-610、API-6 17等）规定的许用范围内； 3）为了使与管系相连的设备管口的局部应力在 ASME Vlll的允许范围内； 4）为了计算管系中支架和约束的设计荷载；
基于SolidWorks的齿轮精确建模与应力分析
第３ｌ卷第５期基于鲥ｉｄＷ唧ｋｓ的齿轮精确建模与应力分析 文章缩号：Ｉ∞４—２铅９ｆ∞沂Ｊ街一００岱一ａ２ 基于ｓｏｌｉｄｗｏｒｌｃｓ的齿轮精确建模与应力分析 （陕西科技大学机电工程学院，陕西成阳７１２０８１）曹西京程伟超郭炎伟 摘要渐开线齿轮的三维实体造型是一个技术难题，如何精确地绘制出齿轮的渐开线是建模的关键。本文介绍了在Ｓ０１ｉｄｗｄ∞环境中几种齿轮精确建模的方法，以及如何利用ｓｏｌｉｄＷｏｒｋｓ中嵌入的ｃ０ＳＭ（）ｓｘｐ—ｓ插件，对齿轮进行应力分析。 关键词齿轮三堆建模ｓｏｌｉｄｗｏｒｌｃｓＣ０ｓＭＯｓＸＰⅫ应力分析 引言 鲥ｉｄＷ０ｌ｛（８作为一种主流的三维设计软件，操作简 便，功能强大，在参数化特征造型、曲面造型和机械装 配功能方面尤为突出。而Ｓ０１ｉｄｗｏｄ口本身没有齿轮设 计模块，由于它的草图功能有限，要直接绘制渐开线并 生成较为精确的渐开线齿轮三维模型就很困难。 ｃｏｓＭ０ｓｘｐｒｅ∞是ｓｏｂｄｗ胡【ｓ中提供的用于零件应力有 限元分析的高效工具。作为ＳＲＡｃ（ｓ帅ｃｔｕｌａｌＲｅｓｅａｒｃｈ ＆ＡｒＩａｌｙｓｉｓ ｃｏｒｐｏ吼ｉ∞）公司产品ｃＯｓＭＯｓｗｏｒｋ８产品的 一部分，与Ｓ０ｂｄｗ池无缝集成。使用ＣＯｓＭＯＳｘｐｒ≈∞ 可以在三维设计环境中直接对零件进行应力分布检 查，以找出设计的缺陷和薄弱环节，提高设计质量及零 件的可靠性。 ｌ精确建模‘“ １．２ｌ，１利用ＣＡｘＡ生成渐开线齿轮草图 ｃＡｘＡ电子图板是国内常用的二维ｃＡＤ软件，带 有齿轮绘制模块，而ＡｕｔｏｃＡＤ却没有该功能。下面介 绍以ｃ＾ｘＡ辅助生成齿轮渐开线，然后在ｓｏｌｉｄｗｏｒＩ蹬 中进行齿轮建模的方法。 首先，打开ＣＡｘＡ，点击勰，进入齿轮参数对话 框（图１），输入所需的参数后，生成齿形图（图２），保存 为．ｄｗｇ或．ｄ矗格式。然后打开ｓｏｌｊｄｗｏｒｋｓ，通过文件 选项直接打开刚才保存的．“ｇ或，ｄ矗文件，在第二个 对话框中选择“以草图输入到新的零件”，最后生成齿 轮草图（图３），接着拉深，拉伸长度即齿宽，完成建模。 １．２利用ＡｕｔｏｃＡＤ生成渐开线齿轮草图 利用ＡｕｔｏｃＡＤ自带的Ａｕｔｏｌｂｐ开发工具，编制一 个生成渐开线曲线的程序，接着加载、运行，即可生成 渐开线齿轮二维图形，保存为．ｄ帐或．ｄｄ格式。在 驯ｌｄｗｏｆｋｓ中采用和导入ｃＡ）认草图一样的导人方 式，生成齿轮草图，拉伸生成模型。图１齿轮参数对话框 图２在ｃＡｘ＾中生成的 渐开线齿轮草图 图３导人到ｓ洲ｗｍｂ图４利用编程工具在伽ｄｗ幽后，生成的齿轮草图中生成的单个齿草图 利用编程法生成渐开线齿轮草图 渐开线直坐标参数方程为 互＝ｍ（ｃ０可＋ｊｓｉ町） ｙ；瞄（ｓｉＩ“＋，ｏｏ酊） 利用Ⅶ或者ｃ＋＋编制一个生成渐开线曲线的 程序，计算出渐开线上多个点的坐标，注意，点太少，影 响渐开线的精度。保存为．戗ｔ格式。打开Ｓ０ｂｄｗｏｒｋｓ， 利用“插入”下拉菜单中的“曲线”级联菜单中的“通过 参考点的曲线”选项，在弹出的对话框中单击“浏览”按 钮，打开刚才保存的渐开线文件，生成渐开线，此时生 成的是单个齿的齿形（图４），圆周阵列即可得到全部 齿廓曲线。接着拉伸草图即可得到所要的齿轮。 相比较之下，利用ＣＡｘＡ来生成齿轮草图，最为便 捷，又可保证精度。我们不但可以生成圆柱直齿轮，还 可以利用Ｓｏｌｉｄｗｏｄ口的“敷样”、“扫描”功能来生成圆 柱斜齿轮和圆锥直齿轮。 ２应力分析幢’３ｊ 齿轮实体模型创建完成后，可以进行应力、应变分 万方数据
solidworks有限元分析范例
注意:本文件内容只是一个简短的分析报告样板，其内相关的分析条件、设置和结果不一定是正确的，您还是要按本书正文所教的自行来做。 一、范例名： (Gas Valve气压阀) 1 设计要求： （1）输入转速1500rpm。 （2）额定输出压力5Mpa，最大压力10Mpa。 2 分析零件 该气压泵装置中，推杆活塞、凸轮轴和箱体三个零件是主要的受力零件，因此对这三个零件进行结构分析。 3 分析目的 （1）验证零件在给定的载荷下静强度是否满足要求。 （2）分析凸轮轴零件和推杆活塞零件的模态，在工作过程中避开共振频率。 （3）计算凸轮轴零件的工作寿命。 4 分析结果 1.。推杆活塞零件 材料：普通碳钢。 在模型上直接测量得活塞推杆的受力面积S为：162mm2，由F=PS计算得该零件端面的力F为：1620N。所得结果包括： 1 静力计算： （1）应力。如图1-1所示，由应力云图可知，最大应力为21Mpa，静强度设计符合要求。 （2）位移。如图1-2所示，零件变形导致的最大静位移为2.2e-6m。 （3）应变。如图1-3所示，应变云图与应力云图的对应的，二者之间存在一转换关系。
图1-1 应力云图图1-2 位移云图 图1-3 应变云图图1-4 模态分析 2 模态分析： 图1-4的“列举模式”对话框中列出了“推杆活塞”零件在工作载荷下，其前三阶的模态的频率远远大于输入转速的频率，因此在启动及工作过程中，该零件不会发生共振情况。模态验证符合设计要求。 2。凸轮轴零件 材料：45钢，屈服强度355MPa。 根据活塞推杆的受力情况，换算至该零件上的扭矩约为10.5N·m。 1 静力分析： 如图1-5所示为“凸轮轴”零件的应力云图，零件上的最大应力为212Mpa，平均应力约为120MPa，零件的安全系数约为1.7，符合设计要求。 图1-5 应力云图图1-6 模态分析 2 模态分析
生活中的材料力学实例分析
生活中的材料力学实例分析 一意义 材料力学主要研究杆件的应力、变形以及材料的宏观力学性能的学科。材料力学是固体力学的一个基础分支。它是研究结构构件和机械零件承载能力的基础学科。其基本任务是：将工程结构和机械中的简单构件简化为一维杆件，计算杆中的应力、变形并研究杆的稳定性，以保证结构能承受预定的载荷；选择适当的材料、截面形状和尺寸，以便设计出既安全又经济的结构构件和机械零件。 二对象 材料力学的研究通常包括两大部分：一部分是材料的力学性能(或称机械性能)的研究，材料的力学性能参量不仅可用于材料力学的计算，而且也是固体力学其他分支的计算中必不可少的依据；另一部分是对杆件进行力学分析。杆件按受力和变形可分为拉杆、压杆受弯曲(有时还应考虑剪切)的粱和受扭转的轴等几大类。杆中的内力有轴力、剪力、弯矩和扭矩。杆的变形可分为伸长、缩短、挠曲和扭转。在处理具体的杆件问题时，根据材料性质和变形情况的不同，可将问题分为线弹性问题、几何非线性问题、物理非线性问题三类。 材料力学不仅在复杂机械工程中有重要的作用，在生活中也很常见。比如随处可见的桥梁，桥是一种用来跨越障碍的大型构造物。确切的说是用来将交通路线 (如道路、铁路、水道等)或者
其他设施 (如管道、电缆等)跨越天然障碍 (如
河流、海峡、峡谷等)或人工障碍 (高速公路、铁路线)的构造物。桥的目的是允许人、车辆、火车或船舶穿过障碍。桥可以打横搭着谷河或者海峡两边，又或者起在地上升高，槛过下面的河或者路，让下面交通畅通无阻。 三分析
如果在安全的前提下，将原来的四个桥墩和三个拱形拉索变为三个桥墩和两个拱形拉索。不仅可以节约大量的材料，降低成本，而且有美观。 四总结 因此，材料力学是一门很有用的学科，能够处理各种各样复杂的问题。只要注意观察，生活中处处有材料力学的踪影。利用材料力学的知识对我们身边的事物进行分析并加以改进，对我们的生活和社会的发展能起到积极的促进作用。 （注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）
SOLIDWORKS Simulation带接触的装配体分析
局部其他零部件接触全局接触 SOLIDWORKS Simulation 带接触的装配体分析 与零件相比较，装配体在分析的过程中多了零件与零件之间受力过程，而这个过程在我们软件中是采用接触来表征的。所以，要想做好装配体的分析，必须理解软件中各种接触的含义和使用情况。 在装配体算例中，Simulation Study 树中会出现一个【连结】的文件夹，需要在该选项下指定如何将零部件连接在一起。 在Simulation 中，接触分三个层级： 全局接触、零件接触和局部接触，这三种类 型接触的优先级如右图所示，局部接触比零 部件接触具有更高的优先权，而全局接触受 制于其他零部件接触，局部接触条件优先于 全局和零部件接触条件，未指定零部件或局 部接触条件的所有相触面使用全局接触条件。其中【全局接触】是顶层装配体默认选项，通常可以删除并重新定义；【零部件接触】用于定义零部件之间相互连接的方式，可选的选项如下图所示：
【局部接触】中在零部件接触的三种接触类型的基础上，还有冷缩配合和虚拟壁这两种接触类型，如下图所示： 了解了这些基本知识后，开始对装配体进 行分析： 以虎钳的“挤压”工况为例， 虎钳（普通碳钢）对一块钢板进行挤压，虎 钳的末端受到450N的压力，通过使用零部 件接触和相触面组分别进行计算，最后不使
用简化模型，使用相触面组进行计算。 在分析之前，首先对模型进行简化处理，由于对虎钳和钢板之间受力并不关注，而平板的形变也近似为0，因此通过给予虎钳合适的约束条件来取代平板。 对于装配体的接触，由于嵌体和销钉之间虽然是相对静止的，但它们彼此之间 存在滑移的趋势，因此采用“无穿透”配合来处理。具体操作步骤如下： 1.使用零部件接触计算 在设置好材料属性（合金钢）、外部载荷（钳 臂处450N）之后，右键【连接】-【零部件 接触】-【无穿透】 勾选【全局接触】或者选取三个零部件，； 由于在分析过程中，无需考虑摩擦力因此不 勾选该选项； 采用默认网格进行计算后，得到应力及位移 结果如下图所示： 最大应力VONMISE（Mpa）276.02 合位移（mm） 1.04
应力分析及疲劳分析报告
预处理塔应力分析及疲劳分析报告 编制： 校对： 审核： 全国压力容器标准化技术委员会 一九九八年九月
一、载荷分析 1.用户数据 根据XX设计院所提供的设计图，计算基础数据如下： 预处理塔容器的结构参数见附图1： 2.计算条件 (1) 强度计算条件： 材料在计算温度下的常数： 材料在常温(20℃)下的常数： 注[1]：设计应力强度及弹性模量按JB4732-95
(2) 疲劳计算条件： 载荷与时间的关系示意如下： 时间
二、结构分析 根据预处理塔的结构特点，应进行上封头、下封头及筒体开 孔三部分的应力分析，分别建立力学模型如下： 1．上封头部分： （1）力学模型 根据上封头的结构特点和载荷特性，采用了轴对称的力学模型。 图1：预处理塔上封头力学模型 （2）边界条件 预处理塔上封头边界条件的位置和方向如图1所示。 位移边界条件：
与筒体相连且在Y=0处： Y=0 力边界条件： 壳体内压P=0.85MPa。 中心接管处的边界等效压力P=8.877MPa。 (3) 单元选择 采用ANSYS 5.4有限元分析软件提供的轴对称8节点等参元（82）进行网格划分（如图1）。 2. 下封头部分： （1）力学模型 根据下封头的结构特点和载荷特性，采用了轴对称的力学模型。
图2：预处理塔下封头力学模型 （2）边界条件 预处理塔下封头边界条件的位置和方向如图2所示。 位移边界条件： 裙座根部：?Y=0 力边界条件： 壳体内压P=0.85MPa。 中心接管处的边界等效压力P=8.93MPa, 托架处(壳内物料重)的边界等效压力P=1.54MPa, 筒体直边端处的边界等效压力P=2.72MPa, (3) 单元选择 采用ANSYS 5.4有限元分析软件提供的轴对称8节点等参元（82）进行网格划分（如图2）。 3.筒体开孔部分： (1)力学模型 根据筒体的结构特性和载荷特性，力学模型关于XOZ平面近似对称（无开孔部分为应力均匀区），关于YOZ平面对称，只需计算结构的四分之一。 (2) 边界条件 柱壳开孔边界条件的位置和方向如图3所示。 位移边界条件：轴对称约束；Z=0时，?Z=0 力边界条件：壳体内压P=0.85MPa；筒体端的边界等效应力为：52.91MPa, 筒体端的边界等效应力为：3.94 (3) 单元选择
SolidWorks支架受力分析报告
S o l i d W o r k s支架受力 分析报告 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
管道支吊架受力分析总结 管道安装在机电安装工程中占较大的比重，而管道支吊架的制安在管道安装中扮演着主要的角色，它直接关系到管道的承重流向及观感。有些支吊架不但影响观感，更存在着安全隐患，为了消除管道支吊架存在的各种隐患，使管道支吊架制安达到较高水平，有必要对管道支吊架进行荷载受力分析，确保支吊架荷载在安全范围以内。 选取宝鸡国金中心-购物中心地下室某段压力排水管道进行受力分析： 系统：压力排水 材质：镀锌钢管 管径：DN100 管道数量：两根 两支架间距：6米 一、管道重量由三部分组成：按设计管架间距内的管道自重、满管水重及以上两项之合10%的附加重量计算（管架间距管重均未计入阀门重量，当管架中有阀门时，在阀门段应采取加强措施）。 1、管道自重： 由管道重量表可查得，镀锌钢管 DN100：m ，支架间距按6米/个考虑,计算所得管重为： f1=*6kg=*10= 2.管道中水重
f2=πr2ρ l=**1000*6kg== 介质 3、管道重量 f=f1+f2+(f1+f2)*10%= 4、受力分析 根据支架详图，考虑制造、安装等因素，系数按考虑，每个支架受力为： F=*2= 假设选取50*5等边角钢（材质为Q235）做受力分析试验 分析过程： 1、支架建立 1）在REVIT导出要进行分析的支架剖面，然后打开solidworks软件,打开保存好的CAD支架剖面图； 2）通过草图绘制工具绘制支架轮廓； 3）通过插入-焊件-结构构件选择50*5等边角钢，并在绘制好的轮廓图上依次描图（如果没有需要的型钢号，可以下载国标型钢库放在solidworks指定的文件夹）； 绘制型钢轮廓型钢的选择支架建立 4）赋材质：对支架模型赋予普通碳钢材质； 2、支架加载
Solidworks应力分析实例
基于Solidworks 软件的应力分析 Solidworks 中有限元分析插件CosMos/Works 分析零件的静力学性能，得出载荷分布情况，定性的分析极限载荷（这里指的是最大扭矩）下的应力，应变分布及其安全性能。 其分析流程如下： 1、建立一个简化的分析模型； 2、指定材料、元素和截面； 3、加约束和载荷； 4、设定网格； 5、执行分析； 6、结果显示； 7、生成研究报告。 分析对象 电机轴及啮合处的变速器输入轴，离合器花键轴及啮合处的离合器从动盘，电机轴和离合器花键轴之间的联接螺栓（M12x40，10.9级）。 材料 目前公司所用的变速器输入轴材料为20CrMnTi ，考虑其受力情况，材料不一致，其强度就会不一样，容易导致强度差的失效，因此根据目前情况，电机轴和离合器花键轴均选用20CrMnTi 。 20CrMnTi 用于制作渗碳零件，渗碳淬火后有良好的耐磨性和抗弯强度，有较高的低温冲击韧性，切削加工性能良好，承受高速、中载或重载以及冲击和摩擦的主要零件。 对于截面为15的样件，经过第一次淬火880℃，第二次淬火870℃，油冷；在经过回火200℃，水冷和空冷。得到的力学性能：抗拉强度MPa b 1080=σ，屈服强度MPa s 835=σ，伸长率（式样的标距等于5倍直径时的伸长率）%105=δ，断面收缩率%45=ψ，冲击韧度2/55cm J A kU =，硬度217HB 。
对于截面尺寸小于等于100的样件，经过调质处理，力学性能：抗拉强度 MPa b 615=σ，屈服强度MPa s 395=σ，伸长率%175=δ，断面收缩率%45=ψ， 冲击韧度2/47cm J A kU =。本分析还要使用到的参数：泊松比25.0=μ，抗剪模量G=7.938GPa ，弹性模量E=207GPa ，密度23/108.7m N ?=ρ。 螺栓联接受力分析 螺纹联接根据载荷性质不同，其失效形式也不同。受静载荷螺栓的失效形式多为螺纹部分的塑性变形或螺栓被拉断；受变向载荷螺栓的失效形式多为螺栓的疲劳断裂；对于受横向载荷的绞制孔用螺栓联接，其失效形式主要为螺栓杆被剪断，螺栓杆或连接孔接触面被挤压破坏。 对于10.9级M12的普通螺栓，屈服强度MPa s 900=σ，拧紧力矩T=120N.m 。 为了增强螺纹连接的刚性、防松能力及防止受载螺栓的滑动，装配时需要预紧。 其拧紧扳手力矩T 用于克服螺纹副的阻力矩T1及螺母与被连接件支撑面间的摩擦力矩T2，装配时可用力矩扳手法控制力矩。 公式： d * F *K =T2+T1=T 0 拧紧扳手力矩T=120N.m ，其中K 为拧紧力矩系数，0 F 为预紧力N ，d 为螺 纹公称直径12mm 。 摩擦表面状态 K 值 有润滑 无润滑 精加工表面 0.1 0.12 一般工表面 0.13-0.15 0.18-0.21 表面氧化 0.2 0.24 镀锌 0.18 0.22 粗加工表面 - 0.26-0.3
solidwork零部件受力仿真
CosmosWorks装配体分析接头篇（一）简介 简介 本白皮书仅适用于由通过螺栓、螺钉、销钉或弹簧连接的多个零件构成的装配体组成的产品。不同类型的装配体有着不同的模拟难点。但它们相同的一点是，都需要模拟连接装配体零部件的接头，这种模拟通常需要广泛的分析知识和大量时间。 专业的分析人员发现，尽管他们有专业的知识和经验，进行装配体分析仍然非常困难，并且需要消耗大量时间。例如，要模拟销钉连接（也就是一对圆筒由销钉连接配合到一起，销钉允许或限定零件之间的旋转，例如钳子可能用到的连接），专业的分析人员通常必须对穿过铰链圆筒的销钉进行建模，并定义销钉和圆柱表面之间的缝隙接触，然后才能开始真正的分析。分析人员还需要知道使用多大的销钉。 设计工程师日常工作中最重要的部分是产品设计，而不是模拟；他们不是专业分析人员。他们非常忙，没有时间以传统的方式模拟接头。 但是如果他们不必以传统方式进行模拟，如果他们使用的软件有足够的智能为他们完成其中最困难的部分，这该有多好？ 这正是COSMOSWorks和COSMOSDesignSTAR所能做的。这两个程序中包含虚拟的接头，使得分析包含销钉、弹簧、螺栓和螺钉的装配体变得非常轻松和快速。 这些虚拟接头背后的概念与几代专业分析人员一直使用的概念完全相同。COSMOS在精确度上没有任何折扣。 它提供简洁的用户界面，采用直接简单的输入，将许多以前由分析人员执行的任务放到软件中执行，从而提供全面、精确的结果。 CosmosWorks装配体分析接头篇（二）销钉接头 销钉接头 便携式计算机、剪刀式升降机、钳子以及致动器之类的产品的铰链一般都会使用销钉接头。 每个人都非常熟悉的一个实例就是钳子（图1）。销钉穿过钳子的两个柄，活动钳柄即可打开或合上钳口。在传统的有限元分析(FEA)中，模拟销钉行为的典型方法是在有限元网格中对销钉零件进行建模，然后由分析人员定义销钉和钳柄的圆柱面之间的接触。 此主题相关图片如下：
压力容器接管应力分析ansys命令流
! ***************环境设置************************ finish /clear /filn, E42 /title, FEA of connecting zone of nozzle to cylinder /units,si !采用国际单位制 ! ********* 参数设定********* Rci=1000 ! 筒体内半径 tc=30 ! 筒体厚度 Rco=Rci+tc ! 筒体外半径 Lc=4000 ! 筒体长度 Rno=530 ! 接管外半径 tn=15 ! 接管厚度 Rni=Rno-tn ! 接管内半径 Li=193 ! 接管内伸长度 Ln=500 ! 接管外伸长度 rr1=30 ! 焊缝外侧过渡圆角半径 rr2=15 ! 焊缝内侧过渡圆角半径 pi=1.2 ! 内压 pc=pi*Rci**2/(Rco**2-Rci**2) ! 筒体端部轴向平衡面载荷 !****************前处理*************************** /prep7 et,1,95 ! 定义单元类型 mp,ex,1,2e5 ! 定义材料的弹性模量 mp,nuxy,1,0.3 ! 定义材料的泊松比 !****************建立模型*************************** cylind,Rco,Rci,0,-Lc/2,90,270, ! 生成筒体 wpoff,0,0,-Lc/2 ! 将工作面沿-Z向移动Lc/2 wprot,0,90, ! 将工作面沿yz旋转90度 cylind,Rno,Rni,-Ln-Rci-tc,-Rci+Li,90,180, ! 生成接管 vovlap,all ! 体overlap布尔运算 vsel,s,,,7 ! 选择筒体 *afun,deg ! 设定角度函数中单位为角度 ang1=2*nint(asin(Rno/Rci)) ! 计算接管区切割角度 wprot,0,0,-90+ang1 ! 旋转坐标系 vsbw,all ! 切割筒体 afillt,21,12,rr1 ! 筒体与接管外表面圆角 afillt,23,35,rr2 ! 筒体内表面与接管外表面圆角 afillt,14,25,rr2 ! 生成下辅助过渡圆角 afillt,13,19,rr1 ! 生成上辅助过渡圆角 alls askin,91,64 ! 根据接管外过渡圆角在接管内外表面上的交线蒙面vsba,4,13 ! 切割外伸接管 askin,83,72 ! 根据接管内过渡圆角在接管内外表面上的交线蒙面
管道应力分析
管道应力分析 应力分析 1. 进行应力分析的目的是 1) 使管道应力在规范的许用范围内； 2) 使设备管口载荷符合制造商的要求或公认的标准； 3) 计算出作用在管道支吊架上的荷载； 4) 解决管道动力学问题； 5) 帮助配管优化设计。 2. 管道应力分析主要包括哪些内容？各种分析的目的是什么？ 答：管道应力分析分为静力分析和动力分析。 1) 静力分析包括： (l)压力荷载和持续荷载作用下的一次应力计算――防止塑性变形破坏； (2)管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算――防止疲劳破坏； (3)管道对设备作用力的计算――防止作用力太大，保证设备正常运行； (4)管道支吊架的受力计算――为支吊架设计提供依据； (5)管道上法兰的受力计算――防止法兰泄漏；
(6)管系位移计算――防止管道碰撞和支吊点位移过大。 2) 动力分析包括： (l)管道自振频率分析――防止管道系统共振； (2)管道强迫振动响应分析――控制管道振动及应力； (3)往复压缩机气柱频率分析――防止气柱共振； (4)往复压缩机压力脉动分析――控制压力脉动值。 3. 管道应力分析的方法 管道应力分析的方法有：目测法、图表法、公式法、和计算机分析方法。选用什么分析方法，应根据管道输送的介质、管道操作温度、操作压力、公称直径和所连接的设备类型等设计条件确定。 4. 对管系进行分析计算 1) 建立计算模型（编节点号），进行计算机应力分析时，管道轴测图上需要提供给计算机软件数据的部位和需要计算机软件输出数据的部位称作节点： (1) 管道端点 (2) 管道约束点、支撑点、给定位移点 (3) 管道方向改变点、分支点 (4) 管径、壁厚改变点 (5) 存在条件变化点（温度、压力变化处）
solidworks有限元分析
什么是有限元分析？ 有限单元法：把一个连续的零件模型划分为很多个小块，因为对一个零件模型直接求解受力，很难得出解析解，必须用到数值求解法（有限单元法），把零件模型划分为多个小块，因为小块是有体积的，所以是有限个小块。 有限元分析：使用有限单元法进行分析 有限元分析的常用术语 1、网格：使用四面体或三角形来近似地模拟真实的几何模型。 进行有限元分析时画网格（把一个连续的实体分成有限个单元）是必须的过程。 2、单元：四面体、三角形被称之为单元 3、节点：单元的角点 4、刚体：在进行有限元分析的时候，我们分析的物体都是柔性体（可以变形的物体）。当我们不关心某一个物体的形变时，就可以把这个物体设为刚体。 5、载荷：施加在点、线、面上的扭矩、力矩、压力、重力、离心力、热载荷（热胀冷缩）、强制位移（在悬臂梁上设置2mm的位移，观察悬臂梁的受力情况）等
什么是应力、位移、应变？ 应力是单位面积上的内力大小。Von Mises 应力是一种等效应力，该点的等效应力越大，约危险，单位一般是N/mm2(Mpa)，单位在“应力”，右键“编辑定义”，“显示”里面可以更改单位。位移是构件内一点沿某方向移动的距离。应变是单位长度位移的多少，一点沿某方向的应变大，则该点沿该方向的变形程度大。 编辑材料时应该注意什么？ 编辑材料时，在材料属性一栏，红色是必须用到的材料常数，蓝色是在特定的载荷类型下才会被使用，如“温度载荷”就需要“热扩张系数”。，黑色是不会用到的。但根据有限元理论，弹性模量、中泊松比才是必须要用的，质量密度是要加惯性力（重力、离心力）的时候要用到，屈服强度是在计算安全系数时才能用到。 画网格时应该注意什么？ 画网格时，可以用（计算结果中的应力图与网格图重合到一起），红色应力大的部分要完整地覆盖两层网格，这样的话，网格就划分的很好了。另外，在应力大的地方可以相应地增加网格精度，保证网格划分很好。右键点击“网格”，选择“应用网格控制”，选择要提高
压力容器ansys有限元分析设计实例
ANSYS 应力分析报告 Stress Analysis Report # 学生姓名 学号 任课教师 导师
目录 一. 设计分析依据 (2) 设计参数 (2) 计算及评定条件 (2) 二. 结构壁厚计算 (3) 三. 结构有限元分析 (4) 有限元模型 (5) 单元选择 (5) 边界条件 (6) 四. 应力分析及评定 (7) 应力分析 (7) 应力强度校核 (8) 疲劳分析校核 (11) 五. 分析结论 (11) 附录1设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果 (A) (11) 附录2设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果 (B) (13) 附录3设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果 (C) (14) 附录4设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果 (D) (15) 附录5设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果 (E) (17) 附录6设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果 (F) (18) 附录7设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果 (G) (19) 附录8设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果 (H) (21)
一. 设计分析依据 （1）《压力容器安全技术监察规程》 （2）JB4732-1995《钢制压力容器——分析设计标准》（2005确认版） 设计参数 表1 设备基本设计参数 计算及评定条件 (1) 静强度计算条件 表2 设备载荷参数
注：在计算包括二次应力强度的组合应力强度时，应选用工作载荷进行计算，本报告中分别选用设计载荷进行进行计算，故采用设计载荷进行强度分析结果是偏安全的。 (2) 材料性能参数 材料性能参数见表3，其中弹性模量取自JB4732-95表G-5，泊松比根据JB4732-95的公式（5-1）计算得到，设计应力强度分别根据JB4732-95的表6-2和表6-6确定。 表3 材料性能参数性能 (3) 疲劳计算条件 此设备接管a 、c 上存在弯矩，接管载荷数据如表4所示。 表4 接管载荷数据表 二. 结构壁厚计算 按照静载荷条件，根据JB4732-95第七章（公式与图号均为标准中的编号）确定设备各元件壁厚，因介质密度较小，不考虑介质静压，同时忽略设备自重。 1.筒体厚度 因P c =<=×1×=，故选用JB4732-95公式（7-1）计算筒体厚度： 计算厚度： c m i c P KS D P -= 2δ=97 .28.134********.2-???= 设计厚度： 12C C d ++=δδ=++=
应力分析报告
C型PMWD扶正器轴应力分析报告 一、背景 C型扶正器轴频繁出现断裂或裂缝，裂缝或者断裂位置如图1所示： 图1 出现问题的扶正器轴 为了分析此问题的原因，对扶正器轴进行应力分析，看其应力分布情况。 二、有限元应力分析 断裂或出现裂缝的扶正器轴规格是：硬度为HRC37~42，端部壁厚为4mm，与10芯插
座连接处根部为直角，如图2所示： 图1 扶正器轴规格 用ANSYS 软件对扶正器轴进行应力分析，轴的模型为原始状态，即壁厚4mm, 根部为直角，加载荷为扭矩1500Nm，约束和载荷的位置如图2所示： 图2 扶正器轴载荷图 分析的结果如图3，4所示： 图3 加载端应力分布图
图4 约束端应力分布图 经过观察轴应力集中位置恰好处于与10芯插座连接处根部，为了消除应力集中，采取在应力集中处（即为根部倒圆角），分为轴向圆角和偏向圆角。 1.而轴向圆角又分为R1.5和R 2.5；分别对以上2种情况做有限元应力分析，结果如图5~8 所示： （1）轴向圆角R1.5，壁厚4.5mm 图5 加载端应力分布图
图6 约束端应力分布图（2）轴向圆角R2.5，厚4.5mm 图7 加载端应力分布图
图8 约束端应力分布图 对比上述2种情况的应力分布图观察，发现轴向圆角R2.5比R1.5所受应力明显偏小；所以我们采取选择圆角为R2.5的再进行分析，现在对位置进行分析，如果以根部直角为圆心，轴向中心线方向为x轴，偏向圆角圆心位置又分为三种，分别为（0.5,0.5）、（-1,1）和（1,2）。见下图 2.三种偏向圆角分析结果如图9~14所示： （1）偏向圆角R2.5，厚4.5mm，圆心（0.5,1.5）
基于Solidworks的构件受力分析
基于Solidworks的构件受力分析 字数：2253 字号:大中小 [摘要]材料力学是工科学生很重要的专业基础课，为了增强教学效果，材料力学中构件在载荷作用下的应力应变。可以应用Solidworks软件进行等效虚拟分析。本文试图通过举例说明Solidworks中COSMOSXpress功能的用法，以期对相关的教学有所帮助。 [关键词]Solidworks COSMOSXpress COSMOS／Works 构件载荷 引言 材料力学是工科学生必学的一门专业基础课，其中构件在载荷作用下所产生的应力应变分布变化，一直是教学的重点和难点。如果能把载荷与构件应力分布的关系形象生动地展现给学生，则必然会加深学生对相关知识的理解和掌握，达到事半功倍的教学效果。目前市面上开发的一些三维软件，借助其中的一些功能模拟构件加载的状况，就可以实现形象的构件受力分析图。本文在此着重介绍一种利用Solidworks软件实现构件受力的三维分析方法，以供大家参考。 构件受力变形的三维分析方法
1、Solidworks是我国目前应用的主流三维软件之一，是美国Solidworks 公司基于Windows平台开发的著名的全参数化三维实体造型软件，它具有强大的零件设计、钣金设计、管理设计、绘制二维工程图、支持异地协同工作等功能，它可以实现由三维实体造型向二维工程图的转化，能够使零件设计、装配设计和工程图保持时刻的全相关和同步。该软件所提供的COSMOSXpress功能，使SolidWorks用户在设计周期早期可进行相应应力分析，避免在设计一开始出现不必要的参数设置错误。 COSMOS／Works是Solidworks中的一个设计分析插件，它能够进行应力分析、应变分析、变形分析、热分析、设计优化、线性和非线性分析，提供压力、频率、约束、热量，和优化分析。其分析计算结果可以直观地显示在SolidWorks 精确的设计模型上，为设计工程师在SolidWorks环境下提供比较完整的分析手段。 2、利用SolidWorks中提供的COSMOSXpress功能，可以很容易地把构件在受载状况下产生的应力分布分析出来，并生成相应的分析图。此功能操作简单，分析准确，出图清晰，完全可以在材料力学的教学中借鉴引用。使用COSMOS，Xpress完成分析需要以下五个步骤： (1)构造等效的构件模型； (2)定义构件模型的材料； (3)确定约束部位； (4)添加相应载荷； (5)分析构件，查看分析结果。 下面就以图1所示的悬臂梁为例来说明利用COSMOSX—press模拟构件受载状况，作出受力分析图协助教学的操作过程。假定悬臂梁为一20的圆轴，材料为普通碳钢。具体做法如下： 第一步：点击进入SolidWorks的零件设计界面，构造等效模型如图2。 第二步：点击COSMOSXpress图标，按要求设置构件材料为普通碳钢，给左端面添加约束，右端头施加载荷F=IOON。 第三步：按要求设定各种参数后，点击运行，运行的应力分布结果如图3 所示。如果需要，分析结果还可以采用动画形式显示。 图3中很形象地显示出悬臂梁在载荷的作用下，应力由右向左逐渐增大，最大拉应力在根部的最上端，最大压应力在根部的最下端，也既最危险截面就是根部截面。一般教师在讲授这部分内容时，都是先给出公式，然后按公式给学生分析结果，如果在给学生讲授的同时，应用多媒体教学手段虚拟出相应的效果图，甚至可以利用COSMOSXpress中的动画模拟作出动画效果，让课堂内容立体鲜活起来，必然会加深学生的印象和理解。 应用COSMOS／Works在材料力学中可以作复杂的受力分析，操作过程也可分为五个步骤： (1)选择分析类型和选项； (2)设置材料； (3)添加载荷和约束； (4)划分网格： (5)运算结果。