基于Solidworks的构件受力分析

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1、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]SolidworksCOSMOSXpressCOSMOS／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

2、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

3、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

4、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，

5、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

6、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。　　分析过程与COSMOSXprcss很相似，这里不再举例说明。　　　　结束语　　　　SolidWorks软件完全可以满足材料力学中各种应力应变状况的虚拟。随着计算机技术的迅猛发展，各种

7、应用软件的层出不穷，各行各业都受益匪浅。现在高职教育中已普遍应用多媒体教学手段，只要善于学习和借鉴，就可使工科教学中许多抽象难解的理论知识变的具体化、形象化，从而有效地促进教学，提高教学效果。