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。


图 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。）
重要： 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 。
  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。此时将打开自动连接对话框。

创建连接

  1. 在项目树上，点击连接工作台
  2. 在连接工作台工具栏上，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。
    注：
    • 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 图 2 中显示的面。


    图 2.
  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 图 3 中显示的面。


    图 3.
  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。

编辑求解设置

  1. 在项目树的分析分支中，双击求解设置。
  2. 在求解设置对话框中，对于适配，在下拉菜单中选择全局 + 局部。
  3. 点击确定。

分配材料

  1. 在项目树上，点击工作台。
  2. 在工作台上，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. 在项目树上，打开分析工作台。
  2. 点击 （求解）。

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。
  3. 在对话框中，选中分离接触复选框。


    图 4.
  4. 点击确定。

编辑接触条件

  1. 在书签浏览器中，点击书签 5。


    图 5.
    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。


    图 6.
  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。


    图 7.
  5. 在接触条件对话框中，选择结构 2。
  6. 激活分离单选按钮。


    图 8.
  7. 将摩擦系数指定为 0.1。
  8. 点击确定。

运行分析

  1. 在项目树上，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。


    图 9.
  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. 可选： 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）。


    图 10.

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）。


    图 11.
  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。


    图 12.
  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。
  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 （螺栓/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 图 13 中所示。


    图 13.
  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. 在项目树上，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。


    图 14.
  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. 可选： 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）。


    图 15.

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。
    重要：
    • 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