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11.3 第一部分:多载荷情形
对于第一个设计情形,本例将在悬架的轴上加载四组载荷,即纵向载荷与横向载荷同时存在。
 
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操作步骤
    步骤1 打开装配体文件
    打开文件夹“SOLIDWORKS Simulation \ Lesson 11\Case Studies\Suspension Design”下的文件“suspension.sldasm”
    步骤2 设定SOLIDWORKS Simulation选项
    设定【全局单位系统】为【公制(I)(MKS)】,【长度】单位为【毫米】,【应力】单位为【N/mm²(MPa)】。
    步骤3 创建算例
    新建一个名为“Multiple loads”的【静应力分析】算例。
提示:装配体中没有弹簧。可以使用接头来摸拟弹簧。
    步骤4 指定材料属性
    指定材抖【合金钢(SS)】到所有零部件。该材料的屈服强度为620MPa。
    步骤5 定义固定铰链约束
    如图11-2所示,定义5个【固定铰链】约束。
    步骤6 定义弹簧接头
    【弹黄】接头已经事先定义完毕,将其例Partially Completed中的弹黄接头复制到算例Multiple loads中,如图11-3所示。

定义固定铰链约束定义弹簧接头
    步骤7 销钉接头
    本例已经事先将所有的销打定义完毕。复制算例partially completed中的销钉并定义到当前算例multiple loads中。
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11.3.1 多个设计算例
    在分析一个装配体时,载荷、几何体及材料常数都被当作设计变量来处理,设计算例可以很方便
地应用到这种分析中。结果(比如位移或应力)能以设计变量的函数进行图表显示。
    定义设计算例包含以下两个步骤:
    1)必须指定一组参数(设计变量)。
    2)设计变量组在其指定数值点的组合列表构成了设计算例。


    参数(设计变量)是指设计算例中可以改变的量,用以研究装配体的功能。它们也可以用于优化
模块中针对指定的系列约束进行优化设计。优化模块是SOUDWORKS Simulation Professional中的一个分
析模块。大多数的参数类型都可以在软件中找到.如载荷、几何特征、材料常量等。


提示:在某些情况下,例如当载荷或材料常数作为参数时,载荷或材料常数的定义必
须和对应的参数链接。本章会练习使用此中间步骤。
 
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    步骤8 施加纵向力(Vertical)和横向力(Lateral)方向上的力
    单击【集中力】,添加力到固柱面上。使用Front基准面为参考面,如图11-4所示。

施加纵向力及横向力于悬架上
    步骤9 添加一个参数
    在【垂直于基准面】城中选择【链接数值】,如图11-4所示。在【选取参教】的对话框中,单击【编辑/定义】来创建这个力的方向上的参数,如图11-5所示。

添加参数
    步骤10 指定载荷参数
    设计算例包含多个载荷条件,以对应各种汽车行进情形。【参数】对
话框将自动打开。在【名称】中输入【Vertical】,并在【类别】中选择
【Simulation】;在【数值】中精入225,【单位】中会自动凑入【N】,
因为【力/力矩】是在Sl的单位系统中定义的。定义第二个参数,命名为
【Lateral】,并在【数值】中输入0.单击【确定】,关闭【参数】对话窗口,如图11-6所示

指定载荷参数
提示:步骤10中定义了两个【力】的参数:Vertical和lateral。
    步骤11 链接数值
    在【选取参数】的对话框中,选择【Vertical】并链接该参数到对应力的分量中。单击
【确定】,关闭【选取参数】对话框。注意.用户定义的数值225 N显示在对应的城中,应以明
主的底色加以区别,如图11-7所示。

链接数值
    步骤12 链接其他载荷
    将【沿基准面方向2】的力分量链接到参数【lateral】,如图11-8所示。现在,两个载荷
分全都已链接到参数中,以控制它们的大小。单击【确定】,离开【力/力矩】的定义。

链接纵向力
    步骤13 在高曲率区域细化网格
    所有网格控制已经事先定义完毕,从算例partially completed中复制所有网格控制到算例Multiple loads中,如图11-9所示。

在高曲率区域细化网格
    步骤14 对装配体划分网格
  单击【划分网格】,采用默认设置生成【高】品质的网格,使用【基于曲率的网格】.单击【确定】。
    步骤15 运行静应力分析算例Multiple loads
    单击【运行】,运行该算例。注意到求解器会弹出一个誉告提示位移过大。单击
【否】,将完成这次分析。现阶段并不需要运行静应力分析算例,但
还是推荐运行一遍,以验证算例的设定。
    步骤16 创建一个设计算例
    在CommandMaunager的【评佑】选项卡下单击【设计算例】图表。也可以从【插入】
莱单中选取【设计算例】。重命名“设计算例I”为“Multiple Loads-Design Study”。屏幕底部
会出现设计算例的界面。该界面提供了以下两种视图风格:
    .变量视图:除了表格形式外,这里还可以输入参数。
    .表格视图:显示每个变量的一系列离散数值。
    步骤17 选取变最并输入数值
    在【变量视图】栏的【变量】列表中,选择参数Lateral。从下拉列表中选择【离散值】,输入“10牛顿,6O牛顿,72牛顿,115牛顿”,中间以逗号隔开,如图11-10所示。

在变量视图中添加变量
    切换到【表格视图】栏,选择第二个参数Vertical,在表格中分别偷入-225牛顿、185牛顿、385牛顿和900牛顿,如图11-11所示。

在表格视图中添加变量
    确保所有4种情形都被选中。如果放弃选中某一种情形,将会从设计算例中排除这项设计参数的组合,不要勾选【优化】复选框。
提示:【优化】选项仅在加载SOLIDW'ORKS Simulation Professional时可用。
每一种情形的值都代表一种载荷情况,时应汽车的一种运行模式:
.情形1对应汽车静止(一225N Vertical, ON Lateral)。
.情形2对应汽车在平滑路面上以恒定加速度行驶(185N Vertical, 60N Lateral).
.情形3对应汽丰在颇段路面上行驶(385N Vertical,72N Lateral)
.情形4时应汽丰在平滑路面上匀速行狡然后农上抖坡(90ON Vertical,115N Lateral).
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11.3.2 设计情形结果
    设计算例特征针对每个情形(参数组合),自动生成并运行多个算例。所有情形的全部计算结果都
将被保存。因为数据量很容易变得很大,必须留意模型的大小和情形的数量。在指定传感器下可以获
得所有的结果。
 
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    步骤18 设定全局结果的传感器
    可以通过传感器来定义结果的数值。对于全局结果而言,知果想要监测整个模型的极值,则需要定义【模型最大值】传感器。
    在FeatureManage:中添加一个【Simulation数据】传感器,选择【VON: von Mises应力】为数据量分量。
在【属性】栏中选择【N/mm²(MPa)】和【模型最大值】,如图11-12所示。类似地,为【URES;合位移】添加一个【模型最大值】传感器,【单位】指定为mm。

设定传感器
    步骤19设定局部结果的传感器
    还需要指定一些传感器,以便于生成这些邵位的报告和图解。这个例子将对比hub在各个设计情形下的位移。设定局部结果的传感器如图11-13所示。

设定局部结果的传感器
    在F atureManager中添加一个【Simulation数据】传感器,选择【VON: von Mises应力】
为数据量分量。在【属性】栏中选择【N/mm²( MPa)】和【模型最大值】,选择如图11-13所示的顶点。
    类似地,为【URES:合位移】添加一个【最大过选实体】传感器,【单位】指定为mm。
    步骤20 结果数据量
    设定全局结果和局部结果时所选的传感器必须包含在设计算例中。
    在【约束】中选择所有指定的传感器。对所有项目都选择【仅监视】,并指定算例为【Multiple Loads】,如图11-14所示。

结果视图
提示:从上面的下拉菜单中选择的葬例,将设计算例Multiple Loads-Design Study与静态算例Multiple Loads关联到了一起。
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    设计算例可以在两种不同的选项下运算,即【快速结果】和【高质量】。
    .快速结果:只计算按规则选择激活的情形。其余未计算激活情形的结果将采用插值的方法得到。
也可能根据需要对插值的情形进行补充计算,以获取足够的精度。这个选项通常用于情形数较多的时
候,否则需要占用大量的时间。
    .高质量:如果选择了该选项,则将计算所有激活的情形。如果情形数很多,将需要大量的计算时间。


 
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    步骤21 设计算例属性
    单击【设计算例质量】。确保选择了【高质量(较慢)】选项,如图11-15所示。单击【确定】。

设计算例属性
    步骤22 运行设计算例
    单击【运行】,如图11-16所示。不勾选【优化】复选框。

运行设计算例
    步骤23 分析全局极值结果
算例完成计算后,全局结果将显示在设计算例对话框中,如图11-17所示。

分析全局极值结果
    可以看到最后一个算例(情形4)的von Mises应力值最大,其大小为658.17MPd.因此
可以断定,情形4对应的位移也达到最大值,约为25.84mm。由此可以得出结论,最后一个算
例(对应汽车在平滑路面上匀速行驶然后爬上斜坡)代表了最精粗的情况,我们将设计shock
装1来承受这个载荷。
    步骤24 图解显示应力结果
    所有情形计葬完成的结果都储存在本地硬盘上,而且可以通过结果滑条或直接从所需栏目中选择,如图11-17所示。
    展开Multiple Loads-Design Study算例的【结果和图表】文件夹,显示【VON: von Mises应力】图解,如图11-18所示。

显示应力结果图解
    可以看到,情形4所对应的von Mises应力超过了材料合金钢的屈服强度(620MPa)
    4种设计情形可以简单地定义为4个单独的算例。随着情形数量的增加,设计算例的好处是显而易见的。
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