IV. Cố định mơ hình shell
Phân tích tĩnh học một tổ hợp
Cụm chi tiết như minh họa dưới:
Trong bài này, bạn sẽ biết cách:
• Sử dụng vật liệu của SolidWorks trong ứng dụng COSMOSWorks
• Đặt lực trực tiếp
• Chặn một thành phần trong tổ hợp để phân tích
• Liệt kê các phản lực
• Tùy biến màu sắc cho biểu đồ
• Tạo ra biểu đồ cắt
• Dùng cơng cụ clipping để kiểm sốt biểu đồ cắt
• Xác định các kết quả tại các điểm bất kỳ trên biểu đồ cắt
Tạo một nghiên cứu tĩnh:
1. MởCrank.SLDASM (thư mục cài đặt\Examples\ Crank.SLDASM). 2. Click nhãn COSMOSWorks Manager .
3. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click biểu tược Crank và click Study. 4. Trong Bảng thuộc tính này, dưới Name:
a. Gõ Static-2.
b. Chọn Solid mesh trong Mesh type. 5. Dưới Type, click Static.
6. Click OK . COSMOSWorks đã tạo ra nghiên cứu trong cây COSMOSWorks Manager.
Lưu ý rằng thư mục Solids trong cây COSMOSWorks Manager cho thấy vật liệu đã được tự động gán cho các chi tiết máy.
Xem các thuộc tính vật liệu của một thành phần:
1. Trong cây COSMOSWorks Manager, mở rộng CrankPulley. Lưu ý vật liệu của nó (-[SW]Gray Cast
Iron-). [SW] là nguồn vật liệu và Gray Cast Iron là tên của vật liệu này.
2. Right-click Body 1 dưới CrankPulley và chọn Apply/Edit Material. Hộp thoại Material mở ra. 3. Dưới Material Properties, chọn English (IPS) cho Units để thay hệ đơn vị bạn muốn xem các thuộc tính vật liệu. COSMOSWorks hiển thị tên vật liệu gán cho chi tiết máy trong hộp Name và liệt kê các tính chất vật lý trong bảng.
4. Click OK.
Bạn sẽ cố định mặt ngoài của pulley.
Cố định mặt ngoài của pulley:
1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và click Restraints. Bảng thuộc tính
Restraint xuất hiện.
2. Dưới Type, chọn Immovable (No translation).
3. Trong vùng đồ họa, chọn mặt trụ ngoài của pulley như minh họa. Face<1> xuất hiện trong hộp Faces,
4. Click OK .
Bạn sẽ đặt lực 200 lb lên bề mặt của bàn đạp bên phải.
Đặt lực lên bề mặt của bàn đạp bên phải:
1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và click Force. Bảng thuộc tính Force xuất hiện.
2. Dưới Type, click Apply force/moment.
3. Click vào hộp Faces, Edges, Vertices for Force rồi click bề mặt của chốt CrankArm như minh họa. 4. Click vào hộp Face, Edge, Plane, Axis for Direction , rồi chọn Plane1 của assembly từ cây Feature Manager bay ra.
5. Dưới Under Units , chọn English (IPS). 6. Dưới Force (Per entity):
a. Click Along plane Dir 1. b. Gõ 200 là cường độ lực. c. Chọn Reverse direction. d. Hủy Normal to plane .
Theo mặc định, COSMOSWorks giả thiết các chi tiết được gắn chặt với nhau tại các bề mặt tiếp xúc. Kiểu tiếp xúc mặc định này xuất hiện cạnh biểu tượng Contact/Gaps là (-Global:Bonded-).
Tạo lưới cho tổ hợp:
1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Mesh và chọn Create. Bảng thuộc tính Mesh xuất hiện.
2. Để thiết lập các tùy chọn lưới, click Options. Hộp thoại Options xuất hiện. 3. Làm như sau:
• Chọn High, Standard, 4 Points, và Smooth surface.
• Hủy Automatic transition và Enable automatic looping for solids.
• Click OK.
4. Chọn Run analysis after meshing.
5. Click OK để xác nhận Global Size và Tolerance theo mặc định. Tiến trình tạo lưới bắt đầu. Khi kết thúc, phân tích sẽ tự động chạy.
1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Load\Restraint và click Hide All để ẩn các ký hiệu tải và ràng buộc.
2. Click dấu cộng cạnh thư mục Stress. Plot1 xuất hiện. 3. Double-click Plot1. Biểu đồ ứng suất von Mises hiển thị.
4. Right-click biểu tượng Plot1 và chọn Edit Definition. Bảng thuộc tính Stress Plot xuất hiện. 5. Dưới Display, đặt Units là psi và click OK.
Biểu đồ ứng suất cho thấy chi tiết CrankPulley-1 có ứng suất thấp. sau đây, bạn sẽ chặn chi tiết CrankPulley-1 này lại và chạy lại nghiên cứu.
Chặn chi tiết CrankPulley:
1. Click nhãn FeatureManager.
2. Trong cây thiết kế FeatureManager, right-click CrankPulley<1> và chọn Suppress. Một thông điệp xuất hiện hỏi bạn có muốn lưu tài liệu CrankPulley trước khi đóng nó lại khơng. Click Yes để lưu. 3. Click nhãn COSMOSWorks Manager . Lưu ý cảnh báo trên cây COSMOS Manager.
4. Right-click Restraint-1 và chọn What's Wrong để xác định vùng cảnh báo rồi click Close. Restraint-1 có cảnh báo vì một bề mặt bị ràng buộc của CrankPulley đã bị mất.
5. Right-click Restraint-1 và chọn Delete. Click Yes để xác nhận. Cảnh báo vẫn cịn vì lưới và các biểu đồ chưa được cập nhật những thay đổi này.
Bạn sẽ cố định một bề mặt của chi tiết CrankArmAxle.
Cố định mơ hình:
1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và chọn Restraints. Bảng thuộc tính
Restraint xuất hiện.
2. Đặt Type là Immovable (No translation).
3. Trong vùng đồ họa, chọn bề mặt như minh họa dưới:
4. Click OK.
Một khi hình dạng mơ hình đã có thay đổi, bạn phải tạo lưới lại.
Tạo lưới cho mơ hình và chạy nghiên cứu:
1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click biểu tượng Mesh và chọn Create. Một thông điệp cảnh báo rằng tạo lại lưới sẽ xóa bỏ tồn bộ các kết quả trước đó.
2. Click OK. Bảng thuộc tính Mesh xuất hiện. 3. Chọn Run analysis after meshing.
4. Click OK.
Xem ứng suất von Mises:
Trong cây COSMOSWorks Manager, double-click Plot1 trong thư mục Stress. Biểu đồ ứng suất xuất hiện. So với biểu đồ trước để thấy có những thay đổi nhỏ.
Bạn sẽ liệt kê các phản lực trên mơ hình.
Liệt kê các phản lực:
1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click thư mục DisplacementReaction Force. Hộp
Reaction Force xuất hiện. và chọn
2. Đặt Units là lb.
3. Trong vùng đồ họa, chọn bề mặt của CrankArmAxle như minh họa dưới.
4. Click Update. Danh sách Reaction Force liệt kê các phản lực trên bề mặt này và trên tồn bộ mơ hình. Sum X là 200.00, Sum Y là 0.026786, và Sum Z là -0.0040349.
Danh sách cho thấy thành phần X của phản lực có cường độ bằng nhưng ngược hướng với ngoại lực.
Bạn sẽ thay đổi phổ màu sắc của biểu đồ ứng suất theo sở thích.
Tùy biến phổ màu của biểu đồ ứng suất:
1. Right-click Plot1 trong thư mục Stress và chọn Chart Options. Bảng thuộc tính Chart Options xuất hiện.
2. dưới Position/Format, click để định vị biểu đồ legend sang bên trái cửa sổ biểu đồ. 3. Dưới Color Options, làm như sau:
a. Chọn User Defined từ trình đơn thả xuống. b. Đặt No. of chart colors bằng 3.
c. Đặt Base Color bằng 3.
d. Click hộp màu tận cùng bên phải (trước hộp trắng), chọn màu đỏ từ bảng màu và click OK. Màu tận cùng bên phải được dùng cho giá trị ứng suất lớn nhất.
4. Click OK .
Tạo biểu đồ ứng suất với màu mặc định:
1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click thư mục Stress và chọn Define. Bảng thuộc tính
Stress Plot xuất hiện.
2. Trong hộp Display, làm như sau:
a. Chắc chắn Component là VON: von Mises stress. b. Đặt Units là psi.
3. Click OK. Plot2 xuất hiện trong thư mục Stress và biểu đồ này hiển thị trong vùng đồ họa. Bây giờ, bạn tạo một biểu đồ mặt cắt ứng suất von Mises.
Tạo một biểu đồ mặt cắt:
1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Plot2 trong thư mục Stress và chọn Section
Clipping. Bảng thuộc tính Section xuất hiện.
2. Tách cây COSMOSWorks Manager để hiển thi cây FeatureManager.
3. Ở cây FeatureManager, click Plane3. Plane3 xuất hiện trong hộp chọn dưới Section 1. 4. Dưới Options, hủy Show section plane.
5. Click OK . Biểu đồ mặt cắt ứng suất hiển thị như minh họa.
Bạn có thể kiểm sốt diện mạo Biểu đồ mặt cắt bằng Settings PropertyManager.
Kiểm sốt biểu đồ mặt cắt:
thuộc tính Settings xuất hiện.
2. Dưới Boundary options, chọn None. 3. Dưới Deformed plot options:
a. Chọn Superimpose model on the deformed shape.
b. Chắc chắn Translucent (Single color) được chọn và di chuyển thanh trượt đến điểm giữa. 4. Click OK . Biểu đồ mặt cắt hiển thị như minh họa.
Bạn sẽ dùng công cụ Probe để thăm các giá trị ứng suất trên biểu đồ cắt như sau:
1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Plot2 trong thư mục Stress và chọn Probe. Hộp danh mục Probe xuất hiện.
2. Trong vùng đồ họa, click vào biểu đồ cắt tại các vị trí khác nhau. Hộp danh mục sẽ liệt kê giá trị ứng suất von Mises stress và tọa độ tương ứng của các điểm bạn click theo hệ tọa độ chung.
3. Click Plot. Cửa sổ biểu đồ Probe Result mở ra. Ứng suất von Mises stress được vẽ theo vị trí bạn thăm (số của điểm). Biểu đồ này không thể hiện khoảng cách thực giữa các điểm.
4. Đóng cửa sổ biểu đồ lại. 5. Click Close hộp thoại Probe.
6. Lưu tài liệu.
Tạo lưới cho mơ hình và chạy nghiên cứu:
1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click biểu tượng Mesh và chọn Create. Một thông điệp cảnh báo rằng tạo lại lưới sẽ xóa bỏ tồn bộ các kết quả trước đó.
2. Click OK. Bảng thuộc tính Mesh xuất hiện. 3. Chọn Run analysis after meshing. 4. Click OK.
Xem ứng suất von Mises:
Trong cây COSMOSWorks Manager, double-click Plot1 trong thư mục Stress. Biểu đồ ứng suất xuất hiện. So với biểu đồ trước để thấy có những thay đổi nhỏ.
Bạn sẽ liệt kê các phản lực trên mơ hình.
Liệt kê các phản lực:
1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click thư mục DisplacementReaction Force. Hộp
Reaction Force xuất hiện. và chọn
2. Đặt Units là lb.
3. Trong vùng đồ họa, chọn bề mặt của CrankArmAxle như minh họa dưới.
4. Click Update. Danh sách Reaction Force liệt kê các phản lực trên bề mặt này và trên tồn bộ mơ hình. Sum X là 200.00, Sum Y là 0.026786, và Sum Z là -0.0040349.
Danh sách cho thấy thành phần X của phản lực có cường độ bằng nhưng ngược hướng với ngoại lực.
Bạn sẽ thay đổi phổ màu sắc của biểu đồ ứng suất theo sở thích.
Tùy biến phổ màu của biểu đồ ứng suất:
1. Right-click Plot1 trong thư mục Stress và chọn Chart Options. Bảng thuộc tính Chart Options xuất hiện.
2. dưới Position/Format, click để định vị biểu đồ legend sang bên trái cửa sổ biểu đồ. 3. Dưới Color Options, làm như sau:
a. Chọn User Defined từ trình đơn thả xuống. b. Đặt No. of chart colors bằng 3.
c. Đặt Base Color bằng 3.
d. Click hộp màu tận cùng bên phải (trước hộp trắng), chọn màu đỏ từ bảng màu và click OK. Màu tận cùng bên phải được dùng cho giá trị ứng suất lớn nhất.
4. Click OK .
Tạo biểu đồ ứng suất với màu mặc định:
1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click thư mục Stress và chọn Define. Bảng thuộc tính
Stress Plot xuất hiện.
2. Trong hộp Display, làm như sau:
a. Chắc chắn Component là VON: von Mises stress. b. Đặt Units là psi.
3. Click OK. Plot2 xuất hiện trong thư mục Stress và biểu đồ này hiển thị trong vùng đồ họa. Bây giờ, bạn tạo một biểu đồ mặt cắt ứng suất von Mises.
Tạo một biểu đồ mặt cắt:
1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Plot2 trong thư mục Stress và chọn Section
Clipping. Bảng thuộc tính Section xuất hiện.
2. Tách cây COSMOSWorks Manager để hiển thi cây FeatureManager.
3. Ở cây FeatureManager, click Plane3. Plane3 xuất hiện trong hộp chọn dưới Section 1. 4. Dưới Options, hủy Show section plane.
5. Click OK . Biểu đồ mặt cắt ứng suất hiển thị như minh họa.
Bạn có thể kiểm sốt diện mạo Biểu đồ mặt cắt bằng Settings PropertyManager.
Kiểm sốt biểu đồ mặt cắt:
thuộc tính Settings xuất hiện.
2. Dưới Boundary options, chọn None. 3. Dưới Deformed plot options:
a. Chọn Superimpose model on the deformed shape.
b. Chắc chắn Translucent (Single color) được chọn và di chuyển thanh trượt đến điểm giữa. 4. Click OK . Biểu đồ mặt cắt hiển thị như minh họa.
Bạn sẽ dùng công cụ Probe để thăm các giá trị ứng suất trên biểu đồ cắt như sau:
1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Plot2 trong thư mục Stress và chọn Probe. Hộp danh mục Probe xuất hiện.
2. Trong vùng đồ họa, click vào biểu đồ cắt tại các vị trí khác nhau. Hộp danh mục sẽ liệt kê giá trị ứng suất von Mises stress và tọa độ tương ứng của các điểm bạn click theo hệ tọa độ chung.
3. Click Plot. Cửa sổ biểu đồ Probe Result mở ra. Ứng suất von Mises stress được vẽ theo vị trí bạn thăm (số của điểm). Biểu đồ này không thể hiện khoảng cách thực giữa các điểm.
4. Đóng cửa sổ biểu đồ lại. 5. Click Close hộp thoại Probe.