基于SOLIDWORKS Simulation的O型橡胶密封圈有限元模拟
基于SOLIDWORKS Simulation的O型橡胶密封圈有限元
模拟
李跃超
【期刊名称】《《CAD/CAM与制造业信息化》》
【年(卷),期】2016(000)002
【摘要】O型橡胶密封圈因为价格便宜,制造简单,功能可靠,并且安装要求简单,O 形环是在机械设计中最常见的密封件。有限元模拟手段可以对O型橡胶密封圈的工况响应做出正确的描述,为设计工程师针对O型橡胶密封圈的选择与密封性能是否达标提供理论依据。
【总页数】3页(P71-73)
【作者】李跃超
【作者单位】北京盛维安泰系统技术有限公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于Odgen模型O型橡胶密封圈的大变形接触分析 [J], 桑建兵;邢素芳;刘宝会;王静远;刘春阳
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SolidWorks Simulation有限元分析
一.Solidworks Simulation中有四种单元类型：一阶实体四面体单元， 二阶实体四面体单元， 一阶三角形壳单元， 一阶三角形壳单元， 二.模型分析的关键步骤：1.创建算例：对模型的每次分析都是一个算例。一个模型可包含多 个算例。 2.应用材料：向模型添加包含物理信息（如屈服强度）的材料。 3.添加约束：模拟真实的模型装夹方式，对模型添加夹具（约束）。 4.施加载荷：载荷反映了作用在模型上的力。 5.划分网格：模型被细分为有限个单元。 6.运行分析：求解计算模型中的位移，应变和应力。 7.分析结果：解释分析的结果。 三.夹具类型及属性：标准夹具：1.固定几何体 2.滚柱/滑杆 3.固定铰链 高级外部力：1.对称 2.圆围对称 3.使用参考几何体 4.在平面上 5.在圆柱子面上 6.在球面上 四.怎样装入Simulation：选择工具---插件命令，在弹出的插件对话框中的Solidworks Premium Add-ins插件栏中勾选Solidworks Simulation，并单击确定。则会在命令管理器中显示Simulation管理器。在插件对话框中还有Solidworks插件和其它插件两栏的命令可供选择。 五. Simulation（有限元分析）的操作步骤：打开一模型，单击Simulatio标签栏， 1.单击新算例，在算例对话框中输入算例的名称（如深梁），并在类型中选择一种，点 击确定； 2.然后在模型树中选择名称（如深梁），单击应用材料命令，在弹出的材料对话框中选 择一种材料，单击确定，对模型赋予材料； 3.单击夹具顾问命令，在弹出的Simulation顾问对话框中单击添加夹具命令，在弹出 的夹具对话框中的类型栏中的标准栏中单击固定几何体按钮，在符号设定下的符号 大小中输入300，再选择一个面，也可以在高级栏中选择相应的命令，单击确定； 4.再单击外部载荷顾问下拉列表中的压力命令，在弹出的压力对话框中类型栏中的类 型中选择一个面，一般选择垂直于所选面选项，在压强值栏中选择压强的单位和压 强值的大小，完成后单击确定； 5.再单击运行下拉列表下的生成网格命令，在弹出的网格对话框中设置好后，单击确 定；再单击运行按钮，系统自动运算完成，可以查看生成的几个结果。 六. SimulationXpress有限元分析:选择工具---SimulationXpress命令，在弹出的对话框中 单击SimulationXpress选项，设置单位，单击确定；单击下一步，单击添加夹具，在弹出的对话框中标准栏中选择面固定，单击确定；单击下一步，单击添加力，在弹出的力对话框中选择面和力的大小，单击确定；单击下一步，选择材料，选好后，单击确定；单击下一步，单击运行模拟，系统自动运算，完成后可点击动画进行播放或停
基于SolidWorks的手动气阀的模拟仿真设计
基于SolidWorks的手动气阀的模拟仿真设计
河南科技学院 本科毕业论文（设计） 论文题目：基于SolidWorks的手动气阀的模拟仿真
摘要 本文探究了计算机模拟仿真技术的概念、特点和分类、关键技术以及在现实生活中的几个典型应用，同时介绍基于SolidWorks的手动气阀的模拟仿真。详细分析了手动气阀的各个组成零件和工作原理，完成了手柄球、阀体、气阀杆、芯杆、密封圈和螺母的三维实体建模与实体零件装配以及利用Animator插件对手动气阀进行了爆炸演示和模拟仿真。 关键词: 模拟仿真, 手动气阀, SolidWorks软件
Simulation of manual air valve Based on Solidworks Abstract This article explores the computer simulation technology, about the concept, characteristics and classification, the key technologies, as well as a few typical applications in the life,At the same time it introduces the simulation of manual air valve based on SolidWorks .The detailed analysis of the manual air valve of the various components parts and the principle of work,has completed three-dimensional solid modeling of handle ball valve, the valve chest, gas valve stem, core rod, seal ring and nut,entity of the assembly parts and used of plug-Animator to manual air valve for explosion demo and simulation. Key words: Simulation, Manual air valve, SolidWorks software
基于SolidWorksSimulation的有限元分析方法
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基于SOLIDWORKS Simulation的O型橡胶密封圈有限元模拟 作者：暂无 来源：《智能制造》 2016年第2期 撰文/ 北京盛维安泰系统技术有限公司李跃超 O 型橡胶密封圈因为价格便宜，制造简单，功能可靠，并且安装要求简单，O 形环是在机械设计中最常见的密封件。有 限元模拟手段可以对O 型橡胶密封圈的工况响应做出正确的描述，为设计工程师针对O 型橡胶密封圈的选择与密封性能是否 达标提供理论依据。 一、问题描述 如图1 所示，部件的剖面为部件装配的最终状态，支 柱零件的高度与黑色树脂件的自然高度一致，螺栓使钣金板 与支柱零件连接，钣金板零件的卡位压紧黑色树脂件，树脂 件压紧O 型橡胶密封圈。关注问题：（1）O 型橡胶密封圈 压缩状态的接触压力；（2）钣金板在橡胶圈的压缩状态， 受力的形变量。 二、模型简化处理 有限元分析模拟就是将实际的工况问题用适当的模型 描述。几何体模型与分析软件设置属性、边界条件一起用有 限的单元网格来离散，构建出一个数值计算模型。从实际分 析的问题到一个合适、准确的数值计算模型，就是模型的前 处理，如图2 所示。 因为涉及到橡胶材料的接触变形，这是材料非线性、接 触、大形变的非线性分析类型问题。其次螺母的锁紧过程是 缓慢的，可以定性为静态分析问题。如果直接运用静态非线 性那么计算规模会很大。根据关注问题需要，可以设置两个
算例，一个静态非线性分析得到密封圈接触压力、反作用力，如图3 所示。一个静态线性算例分析钣金的变形。根据分析关注信息与分析类型判断选择最终模型简化如图4 所示。 三、分析设定 1. 静态非线性分析 因为材料属性，结构的特点，工况状态360°圆周对称。 选择轴对称2D 简化算例，如图5 所示。 2．材料属性定义 树脂件、钢板使用线性弹性各向同行材料模型，O 型 密封圈使用超弹性-Mooney Rivlin 材料模型。 Simulation 提供超弹性材料模型用于为类橡胶材料建模，其中的解会涉及大变形。假设材料为非线性弹性、同向 性且不可压缩。这种材料的有限元素公式由于材料的不可压 缩性而计算困难。根据压缩性在应变能密度函数中的引入， 可以使用一种惩罚方法将附加自由度组合到整体刚度矩阵 中。引入惩罚函数后将应变能函数从不可压缩修改为接近不 可压缩。软件提供支持超弹性-Mooney Rivlin、Ogden、 Blatz-Ko 模型。 3. 定义接触条件 选择密封圈与两零件直接为曲面到曲面的无穿透接触， 如图6 所示。 4. 边界条件施加 固定约束树脂零件下边线，钣金零件施加位移约束是 O 型密封圈压紧，如图7 所示。 5. 网格划分
一种集成多流道的阀块设计
一种集成多流道的阀块设计 引言 液压控制模块作为液压控制系统中的核心部件，其承担着控制液压线路开闭的重要作用，一般而言，一个控制模块可以控制十几路甚至二十几路的液压管线。如何在有限的空间内布置下众多的液压管线一直都是需要解决的问题。 文章描述了一种多路液压阀块的设计，通过这种方式能够较好地实现控制模块的液压管线布置。 1设计与加工 1.1概述 通常液压控制模块中的液压管线分为进油路、控制输出路、回油路、先导回路等，液压管线上还需要按需要布置控制阀、流虽计、压力变送器等等，根据实际工程需求，所有管线及相应液压元器件必须集成布置，尽可能减小体积和重 里。 为满足上述要求，并考虑相关液压元器件的安装方式，采用集成多路流道的阀块来达到减少管线的目的，同时，将其作为液压元器件的安装基座，这样布置的液压管线其总体体积大致为720 X 720 X 500,整体布局大致如图1所示。 阀块总成由4个阀块及相应管线、液压控制阀等组成，
总体略成正方体。每个阀块上布置6路控制输出路流道，这 样4个阀块总共可以满足24路控制输出的需要，而共用的 进油路、回油路等也根据需要布置在阀块上或者阀块总成内部空间内。 1.2阀块设计 阀块是安装阀和流虽计以及相关管线的基座，阀块内部根据实际需要在不同位置和不同方向上开有流道，在工作时，液压油通过阀块中的流道到达各路管线，因此在系统工作时，阀块是主要的流体压力承载部件。 由于工作环境以及液压油介质的特殊性（腐蚀性环境，使用水基液压油），阀块材料选用321不锈钢，其结构大致如图2所示。 阀块内部有多路流道，正面有与控制阀对接的接口，侧面有与相邻阀块的螺栓连接和液压流道密封。 相邻阀块的液压密封采用NB附质的O型密封圈作为密封材料。如图3所示。 1.3阀块内部流道间距 阀块主体尺寸为450 X 420 X 50,内部主要流道孔径为5mm 各流道压力不尽相同，但大部分控制阀结构形式相同，流道布置形式类似，这些区域的工作压力最高为10000psi , 取最大工作压力1.5倍计算，则有： 将流道视作内压容器，根据GB 150相关内容计算其壁厚为：
基于SolidWorksSimulation及有限元分析方法
基于SolidWorks Simulation的有限元分析方法2011-10-17 15:38:08 作者：西安工程大学机电工程学院陈永当任慧娟西安航空职业技术学院武欣 竹来源：CAD/CAM与制造业信息化 •本文通过实例详细探讨了基于SolidWorks Simulation的有限元分析方法，包括Simulation Xpress应力分析、Simulation结构有限元分析以及优化分析。 有限元法(FiniteElementMethod，FEM)是随着计算机的发展而迅速发展起来的一种计算方法，是一种求解关于场问题的一系列偏微分方程的数值方法。在机械工程中，有限元法已经作为一种常用的方法被广泛使用。凡是计算零部件的应力、应变和进行动态响应计算及稳定分析等都可以用有限元法。 Simulation是SolidWorks公司推出的一套有限元分析软件。它作为嵌入式分析软件与SolidWorks无缝集成。运用Simulation，普通的工程师就可以进行工程分析，并可以迅速得到分析结果，从而最大限度地缩短了产品设计周期，降低测试成本，提高产品质量，加大利润空间。其基本模块能够提供广泛的分析工具来检验和分析复杂零件和装配体，它能够进行应力分析、应变分析、热分析、设计优化、线性和非线性分析等。 一、Simulation有限元分析的一般步骤 不管项目多复杂或应用领域多广，无论是结构、热传导，还是声学分析，对于不同物理性质和数学模型的问题，有限元求解的基本步骤是一样的，只是具体公式推导和运算求解不同。 1.有限元求解问题的基本思路 (1)建立数学模型。Simulation对来自SolidWorks的零件或装配体的几何模型进行分析。该几何模型 必须能够用正确的适度小的有限单元进行网格划分。通常情况下，需要修改CAD几何模型以满足网格划分的要求。这种修改可以采取特征消隐、理想化或清除等方法。 (2)建立有限元模型。通过离散化过程，将数学模型剖分成有限单元，这一过程成为网格划分。离散 化在视觉上将几何模型划分为网格。然而，载荷和支撑在网格完成后也需要离散化，离散化的载荷和支撑将施加到有限元网格的节点上。 (3)求解有限元模型。创建有限元模型后，使用Simulation的求解器进行求解。 (4)结果分析。总体来说，结果分析是最困难的一步。有限元分析提供了非常详细的数据，这些数据 可以用各种格式来表达。对结果的正确解释需要熟悉和理解各种假设、简化约定以及在前面三步中产生的误差。 2.Simulation使用步骤 以上介绍了Simulation有限元分析的基本思路，在实际应用Simulation进行分析时，一般遵循以下步骤：创建算例、应用材料、添加约束、施加载荷、划分网格、运行分析和分析结果。 二、SimulationXpress应力分析
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SOLIDWORKS Simulation关于热应力模拟计算的探讨与设定 作者：暂无 来源：《智能制造》 2016年第5期 撰文/ 北京盛维安泰系统技术有限公司李跃超 热应力是温度改变时，物体由于外在约束以及内部各部分之间的相互约束，使其不能完全 自由胀缩而产生的应力，又称变温应力。在设备的工作温度分布有一定的跨度或者不同材料的 热物性有较大相差时，就会产生热形变，同时热应力也是影响设备寿命的重要因素。借助SOLIDWORKSSimulation 有限元分析模拟软件可以评估热场引起的应力与变形。 一、分析思路 计算热应力属于热与结构的耦合分析，首先需要计算设备在相应工况下的温度场分布，然 后将温度分布结果输入到结构分析算例中，完成热应力的模拟计算。温度场的计算分为瞬态、 稳态。瞬态问题中温度场分布与时间相关；稳态为温度场最终的平衡状态，与时间无关。结构 分析分为线性静态、非线性静态及非线性动态。首先需要根据设备工况与关注问题选择温度场 分析类型。 二、模型简化处理 模型的前处理在SOLIDWORKS CAD 环境中进行，处理原则为几何模型应正确表达分析问题，并在不影响分析实际问题的前提下减少计算量。 图1 所示的箭头标记的细小特征信息，需要进行简化处理。细小特征的存在对温度分布、 整体的刚度影响可以忽略；如果存在细小的特征需要更小的网格来离散此结构的特征，因为其 相比整体结构尺寸很小，会造成网格量巨大，同时也会导致网格划分失败。 有限元分析模拟就是将实际的工况问题用适当的模型描述。几何模型与分析属性、边界条 件一起用有限的单元网格来离散，此时得到的是一个数值计算模型。从实际分析的问题到一个 合适、准确的数值计算模型，就是模型的前处理。
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solidworks有限元分析 您是否曾经对SOLIDWORKS Simulation感兴趣，但不知道从哪里开始？有了如此广泛的设计分析解决方案，对于那些刚接触SOLIDWORKS 产品套件的人来说，Simulation可能是一个令人生畏的产品。在设计中，理解基本概念以产生可靠的数据很重要。希望本文能帮您指明正确的方向，以成功完成您的第一个FEA项目。 传统的FEA软件复杂且难以使用，仅保留给最有经验的分析师。SOLIDWORKS Simulation不仅简单直观”而且还可以轻松处理复杂的模拟。本文将仔细介绍SOLIDWORKS Simulation有限元分析，以便您可以快速蝴各Simulatio n整合到您的产品开发工作流程中。
SOLIDWORKS Simulation是一个虚拟测试环境，可分析您的设计，评估其性能并制定改善产品质量的决策。但是，它是如何实现的呢？在幕后,该软件采用了一种称为有限元分析（FEA ）的数值技术。 Low« FEA背后的概念是在1940年代初开发的，但是当该方法在台式计算机上实现时，该方法在1980年代和90年代变得更加主流。如今，FEA 是一种功能强大的工具,已被许多行业的设计师广泛使用。它实际上用于解决结构，振动和热问题,然后再解决实际问题。 这是您可能没有意识到的有趣事实。SOUDWORKS CAD的每个座位都包含一个名为SimulationXpress的免费工具，可用于分析具有简单载荷和支撑的单个身体部位。您可以通过导航到"工具"菜单，然后单击"Xpress产品"来激活。
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基于SolidWorks Simulation冲击仿真的产品设计 叶恒;黄秀玲;唐亚丽 【期刊名称】《机械制造》 【年(卷),期】2013(051)011 【摘要】安防产品需要满足良好的抗冲击性能,材料的选择对安防产品来说至关重要.利用SolidWorks Simulation软件对安防产品有限元模型的薄弱部位进行冲击有限元仿真分析,获得应力、应变云图和加速度响应等动态特性,并与产品跌落冲击试验所得的实验结果进行比较,验证了模拟的可靠性,同时仿真分析得到的相关数据,为改进安防产品性能设计提供指导. 【总页数】4页(P59-62) 【作者】叶恒;黄秀玲;唐亚丽 【作者单位】上海大学机电工程与自动化学院上海200072;上海大学机电工程与自动化学院上海200072;上海大学机电工程与自动化学院上海200072 【正文语种】中文 【中图分类】TH122;TP391.9 【相关文献】 1.基于SolidWorks Simulation的产品设计有限元分析 [J], 陈永当;鲍志强;任慧娟;王钰鑫 2.基于SolidWorks Flow Simulation的转炉水冷烟罩水套流体仿真分析 [J], 陈志平;程道顺;陈浩;杨文武 3.基于SolidWorks Flow Simulation的车载半导体制冷箱的仿真分析 [J], 邵夏
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基于Simulation传动轴的分析与研究 摘要：轴是组成机器的主要零件之一，一切作回转动运的传动零件都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递，传动轴在初步设计后，必须要经过复杂的的数学验证，这样的计算在对于轴的材料选择有好几种时显得更是繁琐。如今利用Solidworks中的Simulation 有限元分析软件对其首先进行静力学分析，在传动轴满足应力分析后再对其进行疲劳寿命分析。经过分析，在实际应力加载下，传动轴完全满足应力强度，其寿命也是完全满足设计要求。 关键词：传动轴；Simulation；疲劳分析 1.传动轴的静力学分析 1.1 传动轴有限元模型的建立 传动轴材料选取合金钢，其弹性模量210GPa，泊松比0.28，屈服强度620MPa。 在Solidworks软件中建立传动轴三维模型，并利用solidworks中simulation模块分析，进行网格划分，得到有限元模型图，单元格尺寸为25.4941mm，划分得到网格单元数为20625个，自由节点数为31008个。图1为传动轴的有限元模型。 图1 传动轴的有限元模型 1.2载荷及约束的加载 此副轴在正常工作是由键传动驱动力，故在轴的左端键槽两侧施加固定几何体约束，在轴承安装位置施加轴承支撑，并在键槽位置施加向下的压力F=67.56KN用以产生竖直方向上的弯矩；在键槽侧面施加F=185.62KN的力用以产生扭矩和水平方向的弯矩。图2 为载荷及约束的加载情况。 图2 载荷及约束的加载 1.3分析结果
上述操作完成后，对该传动轴分析计算得到如图3所示的结果。 应力结果总位移结果 图3 传动轴的静态分析结果 由图3可知，除了键槽部分产生应力集中以外，其值为249MPa，其余地方的应力均较小。传动轴最大变形为0.3mm，完全满足传动要求。 2.传动轴的疲劳分析 选择随机交互应力，采用对等应力计算交替应力，设置疲劳强度缩减因子为0.9，S-N曲线采用基于ASME奥氏体钢曲线。载荷周期设置为106，载荷类型选择LR=0，运行计算结果如图4所示。 损坏疲劳图解生命疲劳图解 图4 传动轴疲劳分析结构图 有图5可以看出，理论上合金钢钢材质的传动轴的寿命是无限的。 3.总结 本文针对某一个传动装置中的传动副轴，利用了solidworks中simulation模块对其进行了静态分析和疲劳分析，得到应力和位移结果以及损坏和生命疲劳图解，由结果可知传动轴完全满足使用要求。
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基于Solidworks Simulation的轴承过盈配合接触应力分析王斌 【摘要】The finite element analysis software Solidworks Simulation was used to analyze the problem of bearing inner race inter-ference contact.From the stress nephogram,strain nephogram and displacement nephogram,finding the position ofmaximum stress ,circumferential stress,radial stress and radial displacement.The interference fit analysis can provide the theoretical basis for the design and check calculation of the interference fit of the main shaft of the traction motor,and provide the basis for judging the bearing pressure.%利用有限元Solidworks Simulation 软件对球轴承内圈过盈接触问题进行仿真分析，通过求解出应力、应变和位移云图，找出了轴的最大应力、周向应力、径向应力和径向位移。过盈配合接触应力分析可为牵引电机主轴轴承过盈配合的设计和校核计算提供理论依据，同时为判断轴承压装到位提供依据。 【期刊名称】《技术与市场》 【年(卷),期】2017(000)001 【总页数】3页(P18-19,23) 【关键词】轴承;YQ-365;牵引电机;过盈配合;接触应力 【作者】王斌 【作者单位】中车株洲电机有限公司，湖南株洲421001