边界条件

边界条件适用于SimSolid

有关每种分析类型所适用的边界条件的详细信息,请访问可用于分析的边界条件主题。

约束

对于静态分析,必须对模型施加足够的约束才能消除所有刚体运动。刚体运动是指沿着或围绕 3 个主要几何轴(X、Y 和 Z)的平移或旋转运动。可以使用以下类型的约束:
固定支座
使所有方向的平移位移为零。它应用于模型中的一个或多个面。
滑动支座
使垂直于表面方向的位移为零。与曲面相切的位移不受约束。滑动支座可用于定义对称平面。
铰支座
铰支座可使零件围绕圆柱面中心线自由旋转,但会限制径向和轴向的移动。铰支座只能应用于完整或部分圆柱面。圆柱面可以是凹面,也可以是凸面。
弹簧支座
弹簧支座允许将常规刚度值应用于全局 X、Y 和 Z 方向的支座。或者,可以根据体积基础因子来定义这些参数。提供了混凝土、木质、硬橡胶、松散土、紧实土和铁路道碴等几种常见材料的因子。
常规约束
对齐
允许虚拟对齐孔和圆柱体,否则会因几何体缺陷或载荷而未对齐。
电缆紧线/杆预载
允许对设计研究中的现有电缆或杆进行紧线或预载。

载荷

压力
压力载荷是指单位面积的力,垂直于零件面进行作用。假设压力是恒定的。
力/位移
力和指定位移都在单个对话框中定义。力是指模型上的载荷。指定的值是指施加于所有选中的零件面上的总力。只能在全局 X、Y 和 Z 方向上指定载荷和指定位移。
重力载荷
重力是指均匀分布在装配零件体积上的体载荷。要施加重力载荷,可在对话框中指定重力载荷在 X、Y 和 Z 方向上的分量。选择符号时,请注意负值与坐标方向相反。例如,如果要模拟 Y 方向的向下重力,请在对话框的 Y 字段中输入 "-1"。或者,还可以指定重力放大因子。这将缩放重力,并可作为施加更大的全身惯性力的一种手段。默认为标准的 1G 重力载荷。每次分析只能施加一个重力载荷。重力载荷将作用于装配的所有未被抑制的零件。
惯性载荷
惯性载荷是均匀分布在一组零件或整个装配上的体载荷。在 SIMSOLID Cloud 中,惯性载荷可以是平移载荷,也可以是旋转载荷。
  • 平移-平动惯量载荷在全局 XYZ 参考帧中,并根据给定方向上的加速度指定。这些载荷将与重力载荷重叠(如果存在重力载荷的话)。
  • 转动-转动惯量载荷是相对于旋转轴施加的。选择弯曲的圆柱体边来定位旋转轴。如有必要,请使用翻转轴按钮更改轴的指向方式。拖动球和箭头大致定位原点,然后微调对话框上的文本值。定位后,只需根据需要指定沿轴 [α] 的加速度、角速度 [ω] 或角加速度 [ε],然后选择“确定”关闭对话框。
注: 惯性载荷的作用方向与指定的方向相反。+X 方向的加速度会产生向 -X 方向的力。这与重力载荷不同,重力载荷有指定方向的力。作为参考,海平面重力值通常为 9.81m/s^2 或 386.09 in/s^2。
惯性释放

惯性释放模拟了结构不受约束的情况下的变形和应力,因此它可以作为一个刚体移动,而活动载荷是突然被施加到结构上的。结构开始以平移和旋转加速度移动。

典型的应用包括飞行中的飞机或太空中的卫星。

无约束结构分析问题的求解是基于达朗贝尔原理。原理表明,如果活动载荷与通过结构加速度估算的虚拟惯性载荷相互补充,则结构将处于静态平衡状态。因此,惯性释放分析计算了虚拟惯性力,这些力分布在结构的体积上,并与施加的力保持精确平衡。

SimSolid中,在分析惯性释放时,不需要施加额外的约束来消除结构的刚体运动。只需指定活动载荷,其余操作将自动完成。

远程载荷
远程荷载是用来对选定的一组面施加分布式载荷,这些载荷静态地等同于施加在单个远程点的载荷。静态等效性意味着施加的牵引力对模型产生的影响与施加到选定点的力和/或力矩相同。远程载荷是将弯曲载荷、扭转载荷或其他弯矩载荷应用于模型的唯一方法。要应用远程载荷,要首先输入远程点坐标。拖动屏幕上的位置以大致定位,然后使用对话框上的文本字段微调这些值。其次,在对话框中输入力和/或力矩方向分量。
热载荷
您可以使用热分析的结果,或者对所有零件或装配的特定零件施加均匀温度,以研究温度变化引起的变形和应力。
轴承载荷
轴承载荷是施加在区域或旋转面上的非均匀压力载荷。它们由方向和扩散角度(10-180 度)定义。旋转面可以是凹面,也可以是凸面。面上的选定点将指示初始载荷方向。可通过载荷方向和扩展角进一步调整轴承载荷。轴承载荷仅将载荷施加到面的一侧,因此它们更准确地代表了销在孔中传递载荷的方式。
流体静压力
流体静压力是指流体由于重力而在流体内部给定点处于平衡状态时所施加的压力。由于自上而下施加压力的流体重量增加,流体静压力与从表面测量到的深度成正比增加。
分布质量
这可以用来在选定的面上应用分布质量。可以使用总质量或单位面积质量来应用分布质量。
螺栓和螺母预紧力
螺栓和螺母预紧力载荷用于模拟预应力。
体积膨胀/收缩
可用于对缝焊和装配中的其他零件施加膨胀和收缩。
温度
针对稳态热分析,在一组或多组零件面上指定恒定的固定温度变化。针对热瞬态分析,指定最终温度。
热通量
指定单位时间内通过给定曲面的热传递速率。热速率的单位是 Watts。瓦特的定义是 Joules/秒。那么热通量就是 Watts/单位面积。例如,在国际标准单位中,它是瓦特 watt/m^2。
体积热
指定给定零件体积中的内部热发生(热源)和内部热吸收(散热器)。容积热值为正表示是热源,容积热值为负表示是散热器。体积热是以 Watts/单位体积来表示的。例如:W/m^3.
对流
指定一组面上的对流系数和环境温度。环境温度定义了体相流体的温度,在分析过程中假设该温度保持不变。对流系数定义了体相流体(液体或气体,浮力或移动)与模型曲面之间的热传递速率。对流系数等于模型曲面和体相流体之间的单位面积热效率和单位温差。对流系数的单位为:W/(m^2⋅K)。