SolidWorks Simulation图解应用教程（六）

　　一、U盘接口非线性分析

　　线性静态分析假设载荷和所引发的反应之间的关系是线 性的。例如，若将载荷量加倍，反应(位移、应变、应力及反 作用力等)也将加倍。

　　所有实际结构在某个水平的载荷作用下都会以某种方式 发生非线性变化。在某些情况下，线性分析可能已经足够。在 其他许多情况下，由于违背了所依据的假设条件，因此线性求解会产生错误结果，造成非线性的原因有材料行为、大型位移 和接触条件。用户可以利用非线性算例来解决线性问题。其结 果可能会由于过程的不同而稍有不同。在非线性静态分析中， 不考虑像惯性和阻尼力这样的动态效果。

　　下面我们用非线性分析来模拟U盘装配过程中弹片的变形情形(这里仅介绍分析的方法，所有的数据均是假设)。

　　1.新建如图1所示的零件

　　1)在前视基准面上作图1a零件，可用实体建模和钣金建模 配合的方式来完成，具体步骤可参考特征树，保存为“U盘连 接线接口.sldprt”。

　　2)新建零件，在前视基准面上作U盘接口零件，同样可采 用实体建模和钣金建模配合的方式来完成，具体步骤参考特征 树，保存为“U盘接口.sldprt”。

　　2.建立装配体

　　将前述两个零件以U盘连接线接口零件为固定，建立装 配体，分别添加两个零件的右视基准面重合配合(如图2a所 示)、上视基准面重合配合(如图2b所示)以及U盘接口的端 线与U盘连接线接口弹片的重合配合(如图2c所示)。

　　3.非线性分析

　　1 ) 启动“SolidWorks Simulation”插件，单击“Simulation”标签，切换到该插件的命令管理器页，如图3 和图4所示。

　　2)如图5所示，单击“算例”按钮下方的小三角，在下 级菜单中单击“新算例”按钮。在左侧特征管理树中出现如图5所示的对话框。

　　3)在“名称”栏中，可输入你所想设定的分析算例的名称，如U盘接口。在“类型”栏中，我们可以清楚看到 SolidWorks Simulation所能进行的分析种类，这里我们选择的是“非线性”按钮。在上述两项设置完成后单击“确定”按钮(确定按钮在特征树的左上角及绘图区域的右上角各有一 个)。我们可以发现，插件的命令管理器发生了变化，如图6所示。

　　4)在非线性算例名称上单击“右键”，然后选择“属性”，将对话框中的“求解”标签中“初始时间增量”项设置 为0.1，其他按默认值设置。然后在“高级选项”中，将“奇异性消除因子”设为0，然后单击“确定”按钮，如图7所示。

　　5)在 Simulation 算例树中，展开“零件”，用右键单击“U盘接口-1” 并选择“视为实体”;同理，用右键单击“U盘连接线接口-1”并选择“视为实体”，如图8所示。

　　6)右键单击“零件”，选择“应用材料到所有实体”项，如图9所示。在SolidWorks库中选择“合金钢”材料。

　　7)右键单击“夹具”，在弹出的快捷菜单中选择“固定几何体”，如图10所示，此时在左侧的特征树中出现对话框，在图形区域单击图示面(如图11所示)，所选的面出现在“夹具的平面”框内，并单击“确定”按钮，如图12所示。此时在Simulation算例树的夹具文件夹中生成一个名为“夹具-1” 的图标。

　　8)单击“夹具”按钮下方的小三角，并单击下级菜单中的“高级夹具”按钮，在左侧的特征树中选中“使用参考几何体”按钮，在图形区域单击轴面中点及圆柱表面，所选的点、面分别出现在“夹具的面、边线、顶点”框内和“方向的面、边线、基准面、基准轴”框 内。并在平移下设定单位为mm，激活“平移”下的三个按钮，并设置“垂直于基准面” 的数值为6.3(必要时反向)，并确保随时间变化项下为“线性”，设置后单击“确定”按钮，如图13所示。

　　9)单击“连接”按钮下方的小三角，并单击下级菜单中的“相触面组”按钮，在图示区域分别单击U盘接口的上下外表面及U盘连接线接口弹片的内表面，按如图14所示设置，设置后单击“确定”按钮。

　　10)在特征树右键单击“网络”，在快捷菜单中单击“应用网格控制”钮，在“所选实体”框中选中四个 弹片的下弯曲表面，然后设 置单元大小为0.20m m，设置后单击“确定”按钮，如图15所示。

　　11)单击“运行”按钮，稍候即可完成分析过程(分析可能得花费几十分钟，请耐心等待)，并将分析结果显示在 Simulation算例树中结果文件夹。

　　4.查看分析结果

　　(1)0.1秒钟的应力状态和位移状态

　　1)在Simulation算例树中，打开结果文件夹。

　　2)双击“应力1 (-von Mises-)”以显示图解。右击，在快 捷菜单中单击“编辑定义”，如图16所示设置，单击“确定” 按钮。结果如图17所示，可以看到弹片已经产生应力。

　　3)双击“位移1(-合位移-)”显示位移图解。右击，在快捷菜单中单击“编辑定义”，如图18所示设置，单击“确定”按钮，结果如图19所示。

　　(2)0.5秒钟的应力状态和位移状态

　　1)在Simulation算例树中，打开结果文件夹。

　　2)双击“应力1 (-von Mises-)”以显示图解。右击，在快捷菜单中单击“编辑定义”，如图20所示设置，单击“确定”按钮。结果如图21所示，可以看到弹片根部受力较大。

　　3)双击“位移1(-合位移-)”显示位移图解。右击，在快捷菜单中单击“编辑定义”，如图22所示设置，单击“确定”按钮。结果如图23所示，此时弹片的位移最大。

　　(3)1秒钟的应力状态和位移状态

　　1)在Simulation算例树中，打开结文件夹。

　　2)双击“应力1 (-von Mises-)”以显示图解。右击，在快捷菜单中单击“编辑定义”，如图24所示设置，单击“确定” 按钮。结果如图25所示，可以看到弹片最低点已部分落入 坑中，受力降低。

　　3)双击“位移1(-合位移-)”显示位移图解。右击，在快捷菜单中单击“编辑定义”，如图26所示设置，单击“确定”按钮。结果如图27所示，此时U盘已装配到位，位移最大。

　　5.生成算例报告

　　至此，我们完成了U盘接口的非线性分析。

　　(未完待续)