應(yīng)用SolidWorks和ANSYS的零件有限元分析對比

1、鬻32卷堰穗2007年6月廣瑟大攀攀攝(鑫然秘學(xué)激Journal of Guangxi University(Nat Sci EdV01.32.Sup.june,2007文滾編號;100l一?44S(2007增一0004一e4應(yīng)用SoiidWorks和ANSYS的零件有限元分析對比常虹1,時(shí)杉杉1,寧圈河2(1。廣鼗大學(xué)枕械工程學(xué)院,廣匿贏寧530004;2。jE索金萬眾科技發(fā)展容限公霹,北京100097摘要:剩瘸有限元分析技術(shù),爆戶可l三了解零部件滿廢力豹分棗.Sol試works佟海蘭綴CAD軟捧的健裘,提供了稻應(yīng)的eAE秘能,本文就So懣Works與ANSYS對零彳串進(jìn)彳亍有限元分析對魄,

2、并對絡(luò)果遂行專門探討。關(guān)鍵詞:SolidWorks;ANSYS;有限元分析串圖分類號:T122文獻(xiàn)櫞識(shí)碼:ASolidWo纛s是基蘺主流的三維楓戳CAD軟件之一。它不僅有強(qiáng)大憋三傻特征建援糠二維工程爨的生成等基本功麓,而且逐擁有豐富的第三方筒支持軟件,可以實(shí)現(xiàn)加工、分析、仿真、逆向工程等工程應(yīng)用.由于其優(yōu)越性能價(jià)格比,是中小企業(yè)酋選的機(jī)械設(shè)計(jì)平臺(tái)nAKSYS蹩美罄ANSYS公霹開發(fā)的大型逶粥有限囂分析軟俘,是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、聲場分析予一體,以有限元分析為基礎(chǔ)的大型通用CAE軟件,軟俘主要包括了3部分,前處理模塊、分析計(jì)算摸浹、矗處疆模塊,并顯舞發(fā)了與c藕軟件(翔pro壓,UG等的數(shù)據(jù)

3、接鼙.本文專門就Solidworks與ANSYS在工程分析方面的應(yīng)用進(jìn)行對比.王實(shí)側(cè)分析 如圖l掰示,是一個(gè)援架支鹿模型示意圖,單位均為m.支座內(nèi)一個(gè)水平頂板、兩個(gè)加強(qiáng)板和一個(gè)固定板組成,固定板上有4個(gè)固定孔,水平鹱攝沉孔環(huán)行螽階露承受蓮ooo pa熬均布蘧力,計(jì)算該藤力作用下整個(gè)結(jié)構(gòu)上的總位移秘等效應(yīng)力?；壑Н庫o奉|料屬性為:彈性模量為2.1×1011Pa;泊松比為o.28;材料街度為7.8×10一6kg/m熱3。零件尺寸為:水平頂板長0。6m,寬o。4m,辱0。04m;因定攝長0。4m,寬0。3m,厚0.02m;加強(qiáng)板囂o。02m.固定板上4個(gè)固定孔贏徑為回o.02m

4、,水平頂板沉孔環(huán)形螽直徑分別為圖1支座模濺圖零0.1氌,釜。2m。1.1利用Sol試Works建模分析(1窟動(dòng)SolidWoks避入邵轆,運(yùn)咫將征命令進(jìn)行建模。角支架模型及尺寸見圖1.(2啟動(dòng)COSMOSXpress。選擇“工具”一COSMOSXpress分析向?qū)Ь讖棾鯟OSM(SXpress對話框。羧羲騫期:2?一乓一2l;戇謹(jǐn)囂鶿:200?一527作者簡介:常虹(1981一,女,遼寧遼陽入,廣西大學(xué)碩士研究生.增刊常虹:應(yīng)用SolidWorks和ANSYS的零件有限元分析對比5選擇“邃頊”一“單位體系”設(shè)委成s(國際單位,設(shè)鲞專孝瓣。在材料標(biāo)簽下,選擇“鏹”一“普逶碳鑣”一“應(yīng)用”.設(shè)置約

5、束:在約秉標(biāo)簽下,“設(shè)鼴約束名稱”一“選擇約束面”,在圖形區(qū)域選擇4個(gè)圣o.02的孔面.設(shè)置載荷:在載荷標(biāo)簽下,“壓力”一“設(shè)置載荷名稱”一“選擇引用載荷的面”,在圖形區(qū)域選擇水平頂板沉孔環(huán)行臺(tái)階面,指定兩力為4000Pa.運(yùn)行分析:在分析標(biāo)簽下,選擇“運(yùn)行”開始零件分析.(3查看結(jié)果.通過結(jié)果標(biāo)簽顯示零l譬分析結(jié)果.托染支座模鍪的應(yīng)力、應(yīng)變分布匿為豳2,圖3。 圈2應(yīng)力分布云圖圖3位移分布云圖l。2剩用ANSYS建模分輯(1建立模型并進(jìn)褥網(wǎng)格劃分秘3.(2定義單元類型.選擇Main Menu/Preprocessor/Element Type/Add/Eidt/Delete命令,彈出Elem

6、ent Type對話框,單擊Add按鈕,選擇所需單元類型,再此選擇Solid20node95.定義材料屬性.選擇Ma遮Menu/Prepfoeessor/Material Props/Materiai醞odels命令,在彈出的踣line M輊teri鑫l/Model Behaviot對話框巾,定義其密度、彈性模量、漓松愆.(3嫩成網(wǎng)格.選擇Main Menu/Preprocessor/ Meshing/MeshTool命令,彈出Mesh對話框,選擇智能網(wǎng)格劃分器(Smart Sizing得有限元網(wǎng)格模型(冤墨4,(4添船約束和載荷添加約束:選擇Main Menu/SoIution/Define

7、Loads/Apply/Structural/Displacement命令,選取4個(gè)垂o。02孔蘧,添加露約束ALL DOF.麓加載荷:選擇釜涯ain皎e玨醢/Solution/Define乙oads/Apply/Structural/Pressure/On Areas命令,選取水平板臺(tái)階孔的環(huán)讞施加載荷.選擇求解器:選擇MainMenu/Solution/Aanlysis Type/Soln Control命圖4角支架的網(wǎng)掐模型令,選擇適合豹求鰓器。(5求解和后處理(凌著結(jié)果選擇Main Menu/Solution/soIve/Current Ls命令,彈出信息檢查窗口和求解確認(rèn)窗口,確認(rèn)無

8、誤,即可關(guān)閉.單擊OK開始分析計(jì)算,求解腐關(guān)閉并保存結(jié)果.選擇Main Menu/Ge致eral Postproe腰lot Result/Contour/No如l Solu命令,在彈磁對話框中,選擇Stress/Von Mises SEQV頊,顯示節(jié)點(diǎn)上的Von Mises應(yīng)力值(覓圖5.也可選擇霜的方法顯示結(jié)暴.選擇Nodal Solution/DOF solution/Di8playment vector sum項(xiàng),最示總位移等值閣(見圖6.6廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科舉版第32卷 圖5等效威力等值圖圖6總位移等值圖2結(jié)果對比曩Soli鑫W。rl【s菇分瞬按,共褥到節(jié)點(diǎn)14304個(gè),單元?72個(gè)

9、,網(wǎng)格類型:實(shí)體睡格.蔫眾NSYS鯔分網(wǎng)格共得到節(jié)點(diǎn)9879個(gè),單元5173個(gè).最大與最小應(yīng)力,最大與最小位移見表1.表1計(jì)算結(jié)果分析表對單個(gè)零件麗言,斃較囂釋分輯結(jié)果,發(fā)現(xiàn)兩者應(yīng)力分幫基本擺同,最大變形位墨基本粳露,設(shè)在應(yīng)力變形數(shù)值上面有偏差.最大應(yīng)力相差近o.3MPa,最小應(yīng)力相差近300Pa.SolidWorks對應(yīng)力應(yīng)變分析精確度不如ANSYS高,但對企業(yè)中結(jié)構(gòu)簡單、受力單一的零件比較適用.3結(jié)論<1COSMOSXpress設(shè)計(jì)分析結(jié)栗基予線性靜態(tài)分據(jù),雖材料設(shè)想凳麗象牲&.COSMOSXpress 僅僅為用戶提供了一個(gè)簡易的初步分析工輿,它僅支持對固態(tài)單實(shí)體零件的分析,

10、它不支持對裝配體、表面模型或多實(shí)體零件的分析.此外COsMOSXpress約束形式單一,僅僅限于面約束,而載荷的形式過少,對于非均幫載荷以及作用予點(diǎn)或線的載荷均無法進(jìn)行應(yīng)力分析。(2ANSYS采震毒適波鏈玨一疆etho建技術(shù),麓分豹有雙元睡格單元較小,數(shù)基較多,它翡計(jì)算模塊可進(jìn)行線性分析、非線性分析和高度菲線性分析等.對于復(fù)雜零件可利用SolidWorks強(qiáng)大的實(shí)體造型和曲面造型功能建模,再將模型導(dǎo)入ANSYS進(jìn)行有限元分析,利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析,從而使其結(jié)構(gòu)更加合理.或者可利用COSMOSworks對零件進(jìn)行更高級的分析.(3SolidWorks和ANSYS還可對零件稔結(jié)構(gòu)進(jìn)行

11、遴一步的優(yōu)訖,從謳減輕重量,節(jié)約鑾砉料,提高其經(jīng)濟(jì)性.參考文獻(xiàn):1提仁喜,鄹軍,王仁廣,等.Solidworks2005審文舨撫械設(shè)計(jì)高級應(yīng)用實(shí)俄M.=l藝京:機(jī)械工煦蹴版桂,2005.2鬻乎華,裳濤,王淵蜂,等。sol撼worl【s2os孛文菠貔轅設(shè)詩露瓷吾爨M】。l窳:輥攘工建窶敝技,200s。3龔躇光.ANSYS工程應(yīng)用塞例解析M.jk塞:機(jī)械工監(jiān)出版弒,2003.4黃陽,羅湘燕.基于SolidWorks的機(jī)械零件的CAE技術(shù)研究J.機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2006,19(5:10卜102. 應(yīng)用SolidWorks和ANSYS的零件有限元分析對比作者:常虹, 時(shí)杉杉, 寧國河, CHANG

12、 Hong, SHI Shan-shan, NING Guo-he作者單位:常虹,時(shí)杉杉,CHANG Hong,SHI Shan-shan(廣西大學(xué),機(jī)械工程學(xué)院,廣西,南寧,530004,寧國河,NING Guo-he(北京金萬眾科技發(fā)展有限公司,北京,100097刊名: 廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版英文刊名:JOURNAL OF GUANGXI UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION年,卷(期:2007,32(z1被引用次數(shù):2次參考文獻(xiàn)(4條1.陽平華;袁濤;王淵峰SolidWorks 2006 中文版機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)尚百例 20062.胡仁喜;郭軍;王仁廣Solid

13、Works 2005中文版機(jī)械設(shè)計(jì)高級應(yīng)用實(shí)例 20053.黃陽;羅湘燕基于SolidWorks的機(jī)械零件的CAE技術(shù)研究期刊論文-機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新 2006(054.龔曙光ANSYS工程應(yīng)用實(shí)例解析 2003本文讀者也讀過(9條1.鄭彬.唐克倫.牟宗魁.ZHENG Bin.TANG Ke-lun.MU Zong-kui基于SolidWorks攪拌器葉片建模與ANSYS數(shù)據(jù)交換的研究期刊論文-煤礦機(jī)械2010,31(52.李宗坤.張宏洋.王建有.李永江.楊秋貴SolidWorks建模以及與ANSYS的接口問題探討期刊論文-中國農(nóng)村水利水電2007(93.田文濤.賀小華.Tian Wen-ta

14、o.He Xiao-hua SolidWorks與ANSYS軟件數(shù)據(jù)交換文件應(yīng)用研究期刊論文-現(xiàn)代制造工程2008(74.許行之.Xu Xingzhi基于SolidWorks、ANSYS的管道清灰機(jī)器人操作臂有限元分析期刊論文-機(jī)械傳動(dòng)2010,34(25.于興軍.宋廣明.Yu Xingjun.Song Guangming基于ANSYS環(huán)境下建模與CAD/CAE系統(tǒng)導(dǎo)入實(shí)體模型的精度分析期刊論文-黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)2010,22(46.王波.劉新穎基于SolidWorks COSMOS結(jié)構(gòu)優(yōu)化的有限元分析期刊論文-黑龍江科技信息2010(327.劉姣.李洪彬.錢麗娜.倪福生.許衛(wèi)光.LIU Jiao.LI Hong-bin.QIAN Li-na.NI Fu-sheng.XU Wei-guang基于SolidWorks與ANSYS的挖泥船絞刀有限元分析期刊論文-機(jī)械設(shè)計(jì)與研究2010,26(38.時(shí)公賀.梁崗.SHI Gonghe.LIANG Gang基于SolidWorks和AN