SS-T：3000 非线性分离接触和螺栓预张力，悬架梁

执行非线性分离接触分析并设置螺栓/螺母预紧力载荷。

前提条件
本教程中使用的某些功能仅在 SimSolid 高级版本中可用。请切换到高级版本以完成本教程。
目的
SimSolid 执行无网格结构分析，适用于全功能零件和装配，容忍几何缺陷，并在几秒钟至几分钟内运行。在本教程中，您将执行以下操作：
  • 执行装配分析
  • 执行非线性分离接触分析
  • 使用 SimSolid 螺栓拉伸功能
  • 将 SimSolid 结果与通过传统有限元分析获得的结果进行比较。
模型描述
本教程中的悬架梁模型有 70 个零件，16 个螺栓/螺母和 32 个垫圈。


Figure 1.
本教程中需要以下文件：
  • Hanger beam.x_t（CAD 源文件）
  • Hanger Beam.ssp（SimSolid 项目文件，第一个载荷工况已求解。您将从这里开始学习本教程。）
  • Hanger Beam SOLVED.ssp（SimSolid 项目文件，所有载荷工况已求解。请参考。）
Important: 本教程的介绍步骤提供了有关如何创建第一个分析的信息。若想跳过这一步，请直接转至 打开项目。

导入几何模型

  1. 启动新 SimSolid 会话。
  2. 点击从文件导入 。


    Figure 2.
  3. 在打开几何体文件对话框中，选择 Hanger Beam.x_t。
  4. 点击打开。
    装配将加载到模型视窗中。自动连接对话框将打开。

创建连接

  1. 在项目树中，点击连接分支。
  2. 在连接工作台工具栏，点击 （自动连接）。
  3. 将间隙和穿透容差指定为1。
  4. 将连接分辨率级别设置为增强。
  5. 点击确定。
    Note:
    • SimSolid 即使在几何体重叠的区域也会创建连接。
    • SimSolid 会自动识别螺栓、螺母和垫圈。
    • 滑动接触会自动施加于螺栓杆，否则会施加绑定接触。

创建结构线性分析

在主窗口工具栏上，点击结构分析 > 结构线性。
新分析会显示在项目树中的设计研究 1 下，分析工作台会打开。

创建固定支座

  1. 在分析工作台中，点击固定支座 。
  2. 在对话框中，确认已选中面单选按钮。
  3. 在模型视窗中，选择 Figure 3 中显示的面。


    Figure 3.
  4. 点击确定。
    新约束，固定 1 会出现在项目树中。约束的可视表示会显示在模型上。

创建力

  1. 在分析工作台中，点击 （力/位移）。
  2. 在对话框中，确保已选中面单选按钮。
  3. 在模型视窗中，选择 Figure 4 中显示的面。


    Figure 4.
  4. 将 Z 方向的力指定为 -1000 N。
  5. 点击确定。
    新载荷，力/位移1，出现在项目树中。表示载荷的矢量会显示在模型上。

更改最大自适应求解数量

  1. 在项目树中，双击求解设置。
  2. 在对话框中，将目标设置为自定义，并将自适应求解数量增加至 4。
  3. 选中适应几何特征复选框。
  4. 点击确定。

分配材料

  1. 在项目树中，点击装配分支。
  2. 在工作台中，点击 （施加材料）。
  3. 从通用材料列表中选择钢。
  4. 点击施加于所有零件。
  5. 点击关闭。
    在项目树的装配分支中，将识别每个零件的材料属性。

运行分析

  1. 在项目树中，打开分析工作台。
  2. 点击 （求解）。

打开项目

  1. 启动新 SimSolid 会话。
  2. 在主窗口工具栏上，点击打开项目 。
  3. 在打开项目文件对话框中，选择 Hanger Beam.ssp
  4. 点击确定。

创建非线性分离接触分析

  1. 在项目树中，右击结构 1 并选择复制。
    副本将显示为项目树中的结构 2。
  2. 在结构 2 下，右击设定并选择编辑。


    Figure 5.
  3. 在对话框中，选中分离接触复选框。


    Figure 6.
  4. 点击确定。

编辑接触条件

  1. 在书签浏览器中，点击书签 5。


    Figure 7.
    模型视窗会根据保存的视图进行更新。
  2. 在模型视窗中，右击悬架梁（显示为橙色），然后选择查看零件接触条件。


    Figure 8.
  3. 在话框中，按住 控制 并点击选择 连接 120 和 连接 121。
  4. 点击编辑接触条件按钮。


    Figure 9.
  5. 在接触条件对话框中，选择结构 2。
  6. 激活分离单选按钮。


    Figure 10.
  7. 将摩擦系数指定为 0.1。
  8. 点击关闭。

运行分析

  1. 在项目树中，打开分析工作台。
  2. 点击 （求解）。

对比结果

  1. 在项目树中，选择结构 1 分支。
  2. 在书签浏览器中，选择书签 3。
    此书签显示了变形细节。


    Figure 11.
  3. 在项目树中，选择结构 2 分支。
    模型视窗 会更新以显示结构 2 的变形细节。
  4. Optional: 在分析分支之间来回切换，以突出显示结果中的差异。
  5. 对书签 4 重复步骤 1 至 4（应力细节）。


    Figure 12.

查看分离力和接触力

这些力在每个连接点以彩色数值表示（而不是真实轮廓)。在创建连接时使用了更高的分辨率，以获得更密集的点阵列进行绘制。

  1. 在项目树中，选择结构 2 下的结果分支。
  2. 在分析工作台上，选择 （接触响应）。


    Figure 13.
  3. 在连接处的响应对话框中，按住 控制 并点击选择 连接 120 和 连接 121。
  4. 选择要查看的响应类型。
  5. 使用滑块可以增大或减小彩色点的大小。


    Figure 14.
  6. 点击关闭。

设定螺栓/螺母预紧力

  1. 在项目树中，右击结构 2 并选择复制。
    副本会显示为项目树中的结构 3。


    Figure 15.
  2. 在书签浏览器中，选择书签 5（螺栓铰接）。
  3. 确认已选中项目树中的结构 3。
  4. 在分析工作台工具栏，点击 （螺母预紧力）。
  5. 在模型视窗中，选择连接到悬架梁的 4 个螺母，如 Figure 16 中所示。


    Figure 16.
  6. 对于螺距，输入 1 毫米。
  7. 激活目标轴载荷单选按钮，输入 5000 N。
  8. 点击确定。

运行分析

  1. 在项目树中，打开分析工作台。
  2. 点击 （求解）。

对比结果

  1. 在项目树中，选择结构 1 分支。
  2. 在书签浏览器中，选择书签 3。
    此书签显示了变形细节。


    Figure 17.
  3. 在项目树中，选择结构 2 分支。
    模型视窗 会更新以显示结构 2 的变形细节。
  4. Optional: 在分析分支之间来回切换，以突出显示结果中的差异。
  5. 对书签 4 重复步骤 1 至 4（应力细节）。


    Figure 18.

与传统有限元分析进行比较

  1. 使用模型文件对传统有限元分析应用程序运行相同的分析。
    Important:
    • 请勿合并或简化几何体，使用与 SimSolid 相同的绑定和滑动接触。
    • 检查零件重叠
    • 确保单元密度对小零件来说是可以接受的
  2. 就以下内容对两个项目进行比较：
    • 求解质量
    • 所需的工作流程步骤的数量
    • 网格所需的时间
    • 求解所需的时间
    • 检查结果所需的时间
    • 细化和重新运行模型所需的时间