最近工作上需要模擬一個水管受力後的形變。

因為水管的直徑和長度都遠大於厚度,所以比較符合Solidworks中對殼體的定義,於是準備採用殼體。

我原以為殼體就是殼體,可事實上,根據生成方法不同,殼體的種類也有所不同,而且會影響模擬計算。

  • 用插入「曲面」的方法製作的殼體
    • 方法

在菜單上選擇「插入」->「曲面」->「等距曲面」等(這裡可以選擇多種方法生成曲面)

  • 特徵

可以把整個殼體當作一個零件,進行裝配、表面分割、施加作用力等。厚度要自己定義。

可以把源實體「刪除」、或者選擇「不進行分析」。注意這裡的「刪除」不是真的刪除,而是像是加一個遮罩的感覺,把實體隱藏起來而已。

  • 注意
    • 這種殼體生成方法只能用在「零件」中,而不能用在「裝配體」中,因為裝配體中根本沒有「插入曲面」的選項
    • 這種殼體各種方便,但有一點比較致命,就是無法在裝配體中進行「緊縮配合」的計算。在普通零件中很容易被識別為「緊縮配合」的尺寸,在這種殼體中完全沒有響應,如果嘗試拿這種殼體進行「緊縮配合」的話,會一直收到一個「冷縮配合條件要求源和目標實體重疊」的提示。這也是我為什麼放棄使用該殼體的原因。

如果能看Youtube,

這裡有一個視頻?

www.youtube.com

  • 用「鈑金」的方法生成殼體
    • 方法

在菜單上選擇「插入」->「鈑金」->「轉換到鈑金」等(生成鈑金的方法也有多種)

  • 特徵

也挺方便,而且用來生成鈑金的幾何體的厚度會自動應用到生成的鈑金殼體上。

  • 注意
    • 最大的缺點,對生成的幾何體有要求。如果是一個薄片,或者長方體殼體都沒有問題,但不能應用在圓柱體的內外表面上。比如我要模擬的管道,只能選用管道的橫截面,通過徑向(厚度?)來生成鈑金殼體,根本無法選用管道內外表面。 這樣生成的殼體進行3D查看時沒有問題,但一旦網格化就變成了一個圓環樣的薄片。——很好理解,因為這個鈑金殼體原本就是用管道界面通過徑向掃描來生成的,當然網格化時會簡化成它。

下圖的框架是管道模型,中間深色部分是網格化後的結果,就是一個圓環片,顯然不是我想要的。

  • 也只能從零件中生成,「裝配體」中沒有生成鈑金的選項
  • 直接在Simulation算例中,用「從選定面生成殼體」
    • 方法

方法一:首先,生成一個Simulation的算例,然後在算例中選中要生成殼體的零件,點右鍵,在菜單上選擇「按所選面定義殼體」

方法二:也需要先生成一個算例,然後在目標零件上點右鍵,在彈出的菜單上選擇「殼體管理器」

這兩種方法,老實說我不知道他們的區別。本來我以為「殼體管理器」可以批量選擇表面來生成殼體,但其實第一種方法也可以一次性選擇多個連續表面。而且,方法一生成的殼體,並未顯示在「殼體管理器」中,貌似它們是兩個完全不相干的路徑。

  • 特徵

可以在「裝配體」中也可以定義,不需要每次打開零件。

可以為每個算例單獨定義殼體,當然這樣有時候也有點煩。

最大的優點,就是可以用來實現「冷縮配合」,因為原來的實體仍在。

  • 注意

我在第一次在該殼體上應用壓強(Solidworks翻譯成壓力,其實應該是壓強,英文是Pressure,和力的Force有所區別)

的時候,總提示我選擇殼體。也就是說,Solidworks認為我選擇的面是實體的面,而非殼體。我以為無解,無意中又做了一次,居然又成功了,比較詭異。

下面是我模擬的結果,變形因子有點大,所以看起來挺誇張。

後記:

本文參考了

Shells in SOLIDWORKS Simulation 2015: Part 1 (Basics)?

blogs.solidworks.com
圖標

這是第一部分,還可以參考它的第二部分學習一下定義殼體的厚度和偏移,對於正確計算也很重要。


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