Пользователи, впервые столкнувшиеся с необходимостью выполнить расчет прочности, порой испытывают трудности с выбором правильного типа расчета среди того многообразия, который нам предлагает SOLIDWORKS Simulation. В этой статье мы расскажем, какие методы следует применять для решения различных задач, а также о лицензиях, которые дают доступ к этим методам.
Возможности расчетного модуля SOLIDWORKS Simulation
Создавая новый расчет важно правильно выбрать тип расчета из предлагаемого модулем SOLIDWORKS Simulation списка.
Менеджер свойств команды Исследование
Блок Simulation – общие параметры
Первый тип расчета, доступный во всех типах лицензии, Статический. Это расчет прочности, в котором принимается, что нагрузка будет неизменна во времени, а поведение материала будет линейно, то есть напряжения меняются пропорционально увеличению нагрузки. Некоторые материалы демонстрируют такое поведение только до определенных напряжений, для сталей он называется пределом текучести. Другие материалы показывают нелинейные характеристики даже при малых нагрузках. Для них нужно использовать другой тип расчета – нелинейный расчет.
Для статического расчета, начиная с лицензии SOLIDWORKS Simulation Profesional, доступна опция 2D упрощения, позволяющая, например, рассчитать прочность осесимметричной детали используя плоское сечение.
Второй тип Частота позволяет выполнить расчет собственных частот. Каждая конструкция или деталь имеет период собственных колебаний (и обратную величину – частоту). И при наличии внешней силы, изменяющейся во времени, важно, чтобы период колебаний конструкции не совпал с периодом действия силы, так как в этом случае возможен резонанс, способный разрушить конструкцию. Этот и последующие расчеты доступны для лицензии SOLIDWORKS Simulation Profesional или выше.
Блок Design Insight
Данный тип расчета посвящен оптимизации конструкции: Исследование топологии и Исследование проектирования.
Блок Simulation – расширенные параметры
Первая опция – Термическая позволяет создать расчет распределения тепла в модели. Результатом этого расчета будет температура в каждой точке модели. В дальнейшем эти результаты можно использовать для расчета тепловых деформаций и напряжений.
Следующим пунктом доступен расчет Потери Устойчивости. Оценивая конструкцию всегда следует учитывать возможность потери несущей способности не только из-за потери прочности, но и из-за потери устойчивости. Самый простой пример, потери устойчивости, это нажатие ладонью на линейку, установленную вертикально на столе. Увеличивая силу сжатия можно добиться того, что линейка сильно изогнется и перестанет сопротивляться увеличению нагрузки. Деревянную линейку можно таким образом даже сломать, т.е. добиться разрушения конструкции. Это явление и называется потерей устойчивости, когда действующие напряжения в конструкции невелики, однако перемещения значительны. В этом случае говорят, что способность сопротивляться внешним нагрузкам неудовлетворительна с точки зрения устойчивости.
Расчет Усталости, который может быть проведен начиная с лицензии SOLIDWORKS Simulation Standard, позволит прогнозировать разрушение конструкций при небольших, но часто повторяющихся нагрузках.
Доступные для лицензии SOLIDWORKS Premium Нелинейный и Линейный динамический расчет позволяют исследовать поведение изделий с учетом нелинейностей материалов и быстро изменяющихся во времени нагрузок.
Блок Simulation – Специализированные параметры
В качестве Специализированных параметров SOLIDWORKS Simulation выступают:
Исследование подмодели – позволяет выделить из расчета конструкции отдельные связанные между собой детали и выполнить расчет прочности для них более подробно с учетом всех закреплений и нагрузок.
Испытание на ударную нагрузку дает возможность проанализировать падение тела на жесткое или упругое основание и оценить напряжения и деформации конструкции возникающие в момент удара.
Проектирование сосудов под давлением позволяет учитывать требования стандарта ASME к линеаризации напряжений.
Какой расчет подойдет именно Вам?
Таким образом, если у Вас простая деталь, постоянная нагрузка и свойства материала линейны, используйте обычный статический расчет. Если же Ваша конструкция состоит из листов или стержней, которые могут оказаться сжатыми, то не лишним будет дополнительно проверить устойчивость. Для небольших, но многократно повторяющихся нагрузок необходим расчет усталости. А если Вы замахнулись на исследование с нагрузками, изменяющимися во времени, нужен линейный динамический расчет для линейных материалов и нелинейный расчет для учета сложного поведения материала под нагрузкой. Если Вы не знаете, что выбрать, то смело обращайтесь к специалистам нашей компании.
