Csatlakozás a végeselem modulhoz SolidWorks-ben

Átírás

1 Csatlakozás a végeselem modulhoz SolidWorks-ben Meglévő alkatrész vagy összeállítás modellt ellenőrizhetünk különböző terhelési esetekben a CAD rendszer végeselem moduljával ( SolidWorks Simulation ). Válasszuk a Simulation környezetet (1. ábra). (Amennyiben ez nem látható a program elindulása után, a Features fülön jobb egérgomb kattintás után ki tudjuk választani a Simulation környezet láthatóságát). A Study paranccsal tudunk egy új számítást készíteni. Lásd 1. ábra. Szimuláció esetén a képernyő bal oldalán nem a modelltörténetet, hanem a számításhoz kapcsolódó elemeket (megfogások, terhelések, háló, anyagminőség) láthatjuk és ezeket kiválasztva a jobb egérgomb lenyomásával szerkeszthetjük. Testmodell 1. ábra: SolidWorks végeselem környezete Ez a feladat egy testmodell (2. ábra) végeselemes vizsgálatát mutatja be. A falba befalazott tartó lehajlását vizsgáljuk. 2. ábra: Testmodell a végeselem környezetben A 3. ábra a különböző peremfeltételek megadási módját mutatja. A kinematikai peremfeltételek (megfogások, pl. fix megfogás vagy csak bizonyos irányú elmozdulást vagy elfordulást megakadályozó megfogás) a Fixture, míg a dinamikai peremfeltételek (terhelések, pl. koncentrált erő, megoszló terhelés, nyomaték) az External Loads menü alatt érhetőek el. A legördülő ablakban jelölhetjük az éleket, pontokat vagy felületeket, ahová a

2 terhelést vagy a megfogást el szeretnénk helyezni. Szintén itt adhatjuk meg a terhelés nagyságát és irányát. 3. ábra: Kinematikai és dinamikai peremfeltételek megadása A következő lépés a háló elkészítése lesz: kattintsunk jobb egérgombbal a Mesh opcióra és válasszuk a Create Mesh parancsot (4. ábra). Ezek után a hálógeneráláshoz kapcsolódó ablakban különböző beállításokat tehetünk meg. Ha elkészült a háló, ellenőrizzük, hogy anyagot rendeltünk-e a modellünkhöz. Az anyag hozzárendelés a testmodellezésnél megismert módon történik.. 4. ábra: Hálógenerálás Ha minden beállítást megtettünk a felső szalagsoron válasszuk a Run parancsot, amelynek segítségével a számítás kivitelezhető. Ezek után lehetőségünk van az eredmények grafikus megjelenítésére (5. ábra). 5. ábra: Eredmények megjelenítése

3 Lemezalkatrész Lemezalkatrész végeselemes vizsgálata (6. ábra) során a hagyományos testmodellhez képest azt kell megemlíteni, hogy a program automatikusan ún. héjmodellként kezeli ezeket a típusú alkatrészeket. Ez leegyszerűsítve azt jelenti, hogy a teljes alkatrész helyett annak középfelületét veszi a modell alapjául (lásd 8. ábra Mesh Type). 6. ábra: Lemezalkatrész a végeselemes környezetben A különböző peremfeltételek megadása (7. ábra), a hálógenerálás (8. ábra) és a számítás lefuttatása a már ismertetett módon működik. 7. ábra: Kinematikai és dinamikai peremfeltételek megadása 8. ábra: Hálógenerálás

4 Az eredmények megjelenítése szintén a már ismert módon történik. Az eredmények ismeretében előfordulhat, hogy valamelyik input adatot módosítanunk kell. Ezt a szerkesztés paranccsal megtehetjük, utána pedig újra lefuttatva a számítást az új eredményeket jeleníthetjük meg (9. ábra). Héj modell 9. ábra: Eredmények két különböző terhelési esetben Héj modellt vagy shell modellt alkalmaztunk már a lemezalkatrész szimulációja során is, de akkor a végeselem modul automatikusan alkotta meg ezt a modellt a meglévő testmodellből. Lehetőség van azonban arra is, hogy mi magunk állítsunk elő szimulációs célra ún. héj modellt a meglévő testmodellünkből. Ezzel a szimuláció számítási igényét jelentősen csökkenthetjük. A 10. ábra egy polimer alkatrész 3D testmodelljét mutatja. 10. ábra: Polimer alkatrész CAD modellje Testmodellező környezetben állítsuk elő az alkatrész középfelületét a MidSurface paranccsal. Ennek elérhetőségét a 11. ábra mutatja.

5 11. ábra: Középfelület generálása Ha elkészült a középfelület, a végeselemes szimuláció a már ismertetett módon zajlik. Ebben az esetben az alkatrész alsó felületére fix megfogást alkalmazunk, míg megoszló terhelést kap a középső két bemélyedés. 12. ábra: Szimulációs környezetben: háló és a peremfeltételek megadása, valamint a számított feszültségeloszlás Összeállítások vizsgálata Nemcsak egyes alkatrészek, hanem összeállítások vizsgálatára is lehetőségünk van a SolidWorks végeselemes környezetében. A 13. ábra egy lemezbe helyezett csapot mutat. A végeselem környezetben láthatjuk, hogy a program felismerte a két alkatrészt, ezért a bal oldali opciók közé bekerült a kapcsolatok, azaz Connections. Alap beállításként a program az ún. ragasztott kapcsolatot alkalmazza. A lemezbe helyezett csapot a felső élénél egy koncentrált erővel terheljük meg, míg magát a lemezt teljesen lerögzítjük a talpánál fogva. 13. ábra: Összeállítás modell végeselemes környezetben

6 Ügyeljünk arra, hogy összeállítás modell esetén mindkét alkatrészhez rendeljünk anyagot! A végeselem modell elkészítésének menete megegyezik a már fent ismertetett lépésekkel. Az elkészült hálót, illetve az eredő elmozdulás mezőt, mint eredményt mutatja a 14. ábra 15. ábra: Összeállítás modell hálógenerálás után és a számított eredő elmozdulásmező