Hướng dẫn sử dụng COSMOSWorks

DCL · 5/11/2008

Bức xạ

Bức xạ nhiệt là nhiệt năng được phát ra từ vật thể dưới dạng sóng điện từ, do nhiệt độ của nó. Tất cả các vật thể có nhiệt độ trên không tuyệt đối (không độ K) đều phát ra nhiệt năng. Do sóng điện từ truyền qua cả chân không, nên bức xạ không cần vật trung gian. Hình minh họa sau đây cho thấy giải bước sóng của bức xạ nhiệt so với các bức xạ khác (tia X, tia gamma, tia vũ trụ, v.v…):

Nhiệt năng của Mặt trời đi tới Trái đất là nhờ bức xạ. Do sóng điện từ di chuyển với tốc độ ánh sáng, nên bức xạ là cơ chế truyền nhiệt nhanh nhất.

Các định nghĩa cơ bản về bức xạ

Dưới đây là các tên gọi chung, được dùng trong lĩnh vực bức xạ nhiệt và các định nghĩa của chúng.

Vật đen: Vật bức xạ lý tưởng, phát ra và hấp thụ bức xạ tối đa tại mọi nhiệt độ và bước sóng. Một ví dụ của vật đen là một lỗ hở nhỏ của một hốc nóng.

Độ rọi (Irradiation): Mức độ bức xạ đi tới bề mặt theo mọi hướng, tính trên đơn vị diện tích.

Độ bức xạ (Radiosity): Mức độ bức xạ đi ra khỏi bề mặt theo mọi hướng, tính trên đơn vị diện tích.

Hấp thụ (alpha): Phần bức xạ bị bề mặt hấp thụ.

Phản xạ (rô): Phần bức xạ bị bề mặt phản xạ. Phản xạ của vật đen bằng không.

Xuyên qua (Transmissivity - tô): Phần bức xạ xuyên thấu qua bề mặt. COSMOSWorks giả thiết rằng sự xuyên qua của bức xạ.

Tương quan giữa hấp thụ, phản xạ và xuyên qua của một bề mặt:

Công suất phát xạ (E): Mức độ bức xạ phát ra từ bề mặt theo mọi hướng tính trên đơn vị diện tích, đơn vị của E là W/m^2.

Hệ số bức xạ (epsilon): Tỷ lệ giữa công suất phát xạ của một bề mặt so với công suất phát xạ của vật đen tại cùng nhiệt độ,

Ở đây. Eb là công suất phát xạ của vật đen tại cùng nhiệt độ.
Hệ số bức xạ e của một bề mặt là hàm của nhiệt độ.

Định luật Stefan-Boltzmann

Định luật Stefan-Boltzmann phát biểu rằng tổng công suất phát xạ của vật đen, Eb, được cho bởi:

Ở đây, s là hằng số Stefan-Boltzmann và T là nhiệt độ tuyệt đối của vật đen. Giá trị của hằng số Stefan-Boltzmann bằng 5.67x10-8 W/m^2 K^4 hoặc 3.3063 x 10-15 Btu/s.in^2.F^4.

Sự thay đổi phổ bức xạ vật đen được mô tả bởi phân bố Planck. Tích phân của định luật phân bố Planck trên tất cả các bước sóng (l) sẽ được định luật Stefan-Boltzmann.

Khi một vật đen có bề mặt diện tích (A) đặt trong môi trường có nhiệt độ Ta, năng lượng bức xạ nhiệt của vật đen được xác định bởi:

Ở đây:
Ts = Nhiệt độ tuyệt đối của vật đen
Ta = Nhiệt độ tuyệt đối của môi trường

Phát xạ từ các bề mặt thực

Định luật Stefan-Boltzmann đối với sự trao đổi nhiệt bằng bức xạ giữa các vật đen và môi trường có thể hiệu chỉnh để dùng cho các bề mặt thực. Với các bề mặt không phải là vật đen, cường độ phổ bức xạ không tuân theo phân bố Planck.

Định luật Stefan-Boltzmann đã được hiệu chỉnh cho vật không đen (vật xám) thành:

Ở đây, e là hệ số phát xạ của bề mặt bức xạ, được xác định bằng tỷ lệ giữa công suất phát xạ của bề mặt xám này và công suất phát xạ của vật đen tại cùng nhiệt độ. Các vật liệu có giá trị hệ số phát xạ trong khoảng giữa 0 và 1.0. Một vật đen dĩ nhiên có hệ số phát xạ bằng 1 và một vật phản xạ toàn phần có hệ số phát xạ bằng không.

Hệ số phát xạ là một thuộc tính của vật liệu, vốn phụ thuộc vào nhiệt độ và độ bóng bề mặt. Bảng dưới đây liệt kê các giá trị hệ số phát xạ của một số vật liệu:

[LEFT]
Bức xạ giữa các bề mặt

Phương trình đã được đề cập ở mục trước đối với mức độ trao đổi nhiệt bức xạ giữa một vật xám với môi trường được giả thiết rằng vật bức xạ nằm trong một vật đen lớn bao quanh (mô tả môi trường). Do đó, tất cả năng lượng phát ra từ vật bức xạ được giả thiết rằng đều được môi trường hấp thụ hết.

Trong trường hợp có hai vật bức xạ trao đổi năng lượng, cần đưa vào hệ số bức xạ biểu kiến (F).

Hệ số bức xạ biểu kiến của một bề mặt i lên bề mặt j là tỷ lệ năng lượng bức xạ từ bề mặt i trực tiếp chiếu tới bề mặt j trên tổng năng lượng phát ra từ bề mặt i. Với định nghĩa này, sự trao đổi nhiệt bức xạ thực giữa một bề mặt có diện tích Ai và nhiệt độ Ti với một bề mặt có diện tích Aj và nhiệt độ Tj là như sau:

Qbức xạ = s ei Ai Fij ( Ti4 - Tj4)

Ở đây, Fij là hệ số biểu kiến của bề mặt i đối với bề mặt j và ei là hệ số bức xạ của bề mặt i.

Các hệ số bức xạ biểu kiến (nhìn thấy)

Các hệ số biểu kiến, còn gọi là các hệ số hình dạng, có vai trò trực tiếp trong trao đổi nhiệt bức xạ. Hệ số biểu kiến Fij giữa hai diện tích nhỏ Ai và Aj được xác định bằng phần bức xạ phát ra từ Ai mà bị chặn bởi diện tích Aj. Nói cách khác, Fij cho biết Ai nhìn thấy Aj như thế nào. Hệ số biểu kiến Fij phụ thuộc vào hướng của các diện tích nhỏ Ai và Aj cũng như khoảng cách giữa chúng.

Với hai bề mặt vô cùng nhỏ dAi và dAj , hệ số biểu kiến dFij bằng:

Ở đây, Qi và Qj là các góc giữa pháp tuyến các bề mặt với đoạn thẳng Rij nối hai diện tích này. Nếu hai diện tích này là hữu hạn, hệ số biểu kiến được tính:

Từ phương trình trên, luôn luôn có quan hệ:

Ai.Fij = Aj.Fji

[LEFT] Trong khi nhiều cuốn sách truyền nhiệt cung cấp các hệ số biểu kiến cho những diện tích có hình dạng đơn giản, thì việc tính toán hệ số biểu kiến cho những bài toán thực tế lại đòi hỏi rất nhiều nỗ lực, ngay cả với những máy tính mạnh. Khi cần tính toán hệ số biểu kiến giữa hai bề mặt A và B, COSMOSWorks coi mỗi bề mặt gồm có nhiều diện tích nhỏ, được xác định bởi các bề mặt của phần tử hữu hạn. Sau đó, nó tính hệ số biểu kiến cho từng bề mặt phần tử đối với mọi bề mặt của các phần tử khác. Các hệ số biểu kiến giữa các bề mặt phần tử trên cùng một bề mặt hình học cũng được đưa vào các tính toán này.

[FONT=&quot]Một bề mặt lõm với một lưới thích hợp có thể tự bức xạ. Các bề mặt phẳng và lồi không thể tự bức xạ. Các vấn đề này được phần mềm tự động giải quyết.[/FONT]

[/LEFT]

Vật cản
Bức xạ giữa hai bề mặt phần tử có thể bị cản bởi một bề mặt phần tử thứ ba. Trong trường hợp này, hệ số biểu kiến bằng không. COSMOSWorks tự động xem xét các vật cản ở giữa các bề mặt đã xác định như hình minh họa. Với sự quan tâm thích hợp đối với các vật cản, bạn phải lựa chọn các bề mặt tham gia bức xạ. Trong ví dụ dưới, các bề mặt 3 và 4 che một phần bức xạ giữa các bề mặt 1 và 2. Sẽ có kết quả sai nếu bạn chỉ chọn các bề mặt 1, 2 và 3.

[/LEFT]

DCL · 5/11/2008

Tiến hành phân tích nhiệt

1. Tạo một nghiên cứu nhiệt. Right-click biểu tượng trên cùng của COSMOSWorks Manager và chọn Study để truy cập hộp thoại Study. Xác định các thuộc tính của nghiên cứu và chọn kiểu nghiên cứu (tức thời hoặc cân bằng), tương tác với COSMOSFloWorks và giải thuật.

2. Xác định vật liệu cho từng solid và shell. Để xác định một vật liệu cho từng solid hoặc shell, right-click biểu tượng của nó và chọn Define/Edit Material. Bạn phải xác định hệ số dẫn nhiệt (KX) cho các nghiên cứu cân bằng nhiệt. Khối lượng riêng (DENS) nhiệt dung riêng (C) cũng có thể cần cho các nghiên cứu nhiệt tức thời. Xác định các thuộc tính phụ thuộc nhiệt độ nếu thích hợp.

3. Xác định các nhiệt tải và ràng buộc. Bạn có thể xác định các nhiệt độ, sự đối lưu, dòng nhiệt, công suất nhiệt và bức xạ. Với các nghiên cứu tức thời, bạn cần xác định các nhiệt tải và ràng buộc như là hàm của thời gian.

Lưu ý: Bạn có thể ấn định nhiệt độ cho các bề mặt, các cạnh và các đỉnh, xác định nhiệt năng như dòng nhiệt hoặc công suất nhiệt. Đối lưu và bức xạ được dùng như những điều kiện biên. Khi xác định sự đối lưu, bạn cần nhập hệ số đối lưu và nhiệt độ biên của chất lỏng hoặc khí. Tương tự, với bức xạ, bạn cũng cần xác định hệ số phát xạ và nhiệt độ môi trường. Hằng số Stefan-Boltzmann sẽ được COSMOSWorks tự động tính toán.

4. Với các nghiên cứu nhiệt tức thời, bạn có thể thiết lập một bộ ổn định nhiệt độ.

5. Với các tổ hợp hoặc mô hình đa khối, hãy đảm bảo rằng đã xác định các điều kiện tiếp xúc thích hợp. Các điều kiện tiếp xúc này sẽ tác động đến dòng nhiệt đi qua các diện tích tiếp xúc. Bạn có thể xác định nhiệt trở tiếp xúc giữa các bề mặt tiếp xúc.

6. Tạo lưới cho mô hình và chạy nghiên cứu. Trước khi chạy nghiên cứu, bạn có thể dùng các tùy chọn kết quả để yêu cầu tự động tạo ra các biểu đồ.

Lưu ý: Nếu bạn chạy một nghiên cứu trước khi tạo lưới cho mô hình, chương trình sẽ tự động tạo lưới trước khi chạy nghiên cứu. Bạn cũng có thể yêu cầu chạy nghiên cứu bằng cách kiểm Run analysis after meshing trong bảng thuộc tính tạo lưới.

7. Xem các kết quả:

Để thấy biểu đồ trong thư mục Thermal,

biểu tượng của nó.
Để tạo một biểu đồ mới, right-click thư mục Thermal và chọn Define.
Với các nghiên cứu tức thời, bạn có thể tạo biểu đồ nhiệt độ tại các vị trí được chọn trong hộp thoại Probe.
Dể tạo báo cáo, right-click thư mục Report và chọn Define. Bạn có thể tạo biểu đồ nhiệt độ, gradient nhiệt độ và dòng nhiệt.

Các kiểu phân tích trao đổi nhiệt

Có hai kiểu phân tích trao đổi nhiệt dựa trên sự quan tâm vào yếu tố thời gian.

Phân tích trạng thái ổn định nhiệt. Trong kiểu phân tích này, ta chỉ quan tâm các điều kiện nhiệt của vật thể khi đạt tới trạng thái cân bằng nhiệt mà không quan tâm tới thời gian để đạt được trạng thái này. Tại trạng thái cân bằng nhiệt, nhiệt lượng đi vào mỗi điểm trên mô hình đúng bằng nhiệt bằng nhiệt lượng đi ra khỏi nó. Nói chung, chỉ cần thuộc tính vật liệu, vốn cần cho các phân tích cần bằng nhiệt, là độ dẫn nhiệt.

Phân tích nhiệt tức thời. Trong kiểu nghiên cứu này, ta muốn biết các trạng thái nhiệt của mô hình với tư cách là hàm của thời gian. Ví dụ, người thiết kế phích nước nóng biết rằng nhiệt độ nước trong phích cuối cùng rồi cũng sẽ bằng nhiệt độ trong phòng (trạng thái cân bằng), nhưng anh hoặc chị ta còn muốn biết nhiệt độ nước trong phích như là hàm của thời gian (sẽ thay đổi như thế nào theo thời gian). Khi xác định các thuộc tính vật liệu cho nghiên cứu nhiệt tức thời, bạn cần xác định hệ số dẫn nhiệt. Ngoài ra, bạn còn cần xác định các nhiệt độ ban đầu, Khoảng thời gian cần tính toán và gia số (bước) thời gian.

Với các nghiên cứu tức thời này, bạn có thể kết hợp các điều kiện về dòng nhiệt và công suất cùng với bộ ổn nhiệt đã xác định trong một khoảng nhiệt độ tại vị trí xác định. Với từng bước thời gian, chương trình sẽ tắt hoặc bật các điều kiện công suất và dòng nhiệt trên cơ sở nhiệt độ tại vị trí của bộ cảm biến.

Bộ ổn định nhiệt

Với các nghiên cứu nhiệt tức thời, tất cả các công suất và dòng nhiệt ấn định có thể được kiểm soát bởi một cơ cấu ổn định nhiệt được xác định bởi một phạm vi nhiệt độ tại một điểm. Với mỗi bước giải, trạng thái các điều kiện công suất và dòng nhiệt (tắt/bật) sẽ được quyết định dựa trên nhiệt độ tại điểm này được tính tại bước giải trước. Bạn có thể dùng nhiều bộ cảm biến trong một nghiên cứu.

Nếu giá trị của công suất nhiệt hoặc dòng nhiệt là dương, thiết bị sẽ hoạt động như là bộ đun nóng và sẽ được bật trong bước tiếp theo nếu nhiệt độ của cảm biến bằng hoặc thấp hơn nhiệt độ giới hạn dưới và ngược lại.

Nếu giá trị của công suất nhiệt hoặc dòng nhiệt là âm, thiết bị sẽ hoạt động như là bộ làm lạnh và sẽ được bật trong bước tiếp theo nếu nhiệt độ của cảm biến bằng hoặc cao hơn nhiệt độ giới hạn trên và ngược lại.

Nếu bộ ổn định nhiệt hoạt động bình thường, biểu đồ nhiệt độ theo thời gian tại vị trí cảm biến sẽ giao động như hình minh họa dưới, với điều kiện là bước giải được dùng phải thích hợp. Nếu nhiệt độ giao động vượt quá phạm vi cho phép, hãy sửa đổi thuộc tính của nghiên cứu để dùng một bước thời gian nhỏ hơn và chạy nghiên cứu lại.

Nếu nhiệt độ của điểm đặt cảm biến chỉ ở trong hoặc ngoài phạm vi ấn định (các đường 1 và 2), thì cảm biến này đã không giữ vai trò kiểm soát nguồn nhiệt. Trong trường hợp đó, hãy thay đổi nguồn nhiệt, các tải nhiệt và ràng buộc khác hoặc vị trí của cảm biến.

Nếu nhiệt độ tại vị trí cảm biến chỉ ở một bên của các biên nhiệt độ với độ dốc nhưng không cắt qua (các đường 3 và 4), hãy tăng thời gian và chạy nghiên cứu lại.

Các kết quả phân tích nhiệt

Theo mặc định, các hướng X, Y và Z xác định theo hệ tọa độ chung. Nếu bạn chọn một đối tượng tham chiếu, những hướng này sẽ theo đối tượng tham chiếu được chọn.

Một thư mục Thermal được tạo trong COSMOSWorks Manager sau khi chạy phân tích thành công. Thư mục này cho phép bạn tạo các biểu đồ nhiệt độ, gradient nhiệt độ và dòng nhiệt.

TEMP = Nhiệt độ
GRADX = Gradient nhiệt độ theo phương X của đối tượng tham chiếu được chọn
GRADY = Gradient nhiệt độ theo phương Y của đối tượng tham chiếu được chọn
GRADZ = Gradient nhiệt độ theo phương Z của đối tượng tham chiếu được chọn
GRADN = Gradient nhiệt độ tổng hợp
HFLUXX = Dòng nhiệt theo X của đối tượng tham chiếu được chọn
HFLUXY = Dòng nhiệt theo X của đối tượng tham chiếu được chọn
HFLUXZ = Dòng nhiệt theo X của đối tượng tham chiếu được chọn
HFLUXN = Dòng nhiệt tổng hợp

Ở đây:

GRADN = [(GRADX)^2 + (GRADY)^2 + (GRADZ)^2]^(1/2)

HFLUXN = [(HFLUXX)^2 + (HFLUXY)^2 + (HFLUXZ)^2]^(1/2)

DCL · 5/11/2008

Các tải và ràng buộc nhiệt

Các tải và ràng buộc nhiệt, trừ nhiệt độ cũng được sử dụng trong các nghiên cứu cấu trúc, chỉ là những tác nhân ảnh hưởng đối với các nghiên cứu nhiệt.

Với những nghiên cứu cân bằng nhiệt với một nguồn nhiệt, cần phải xác định một cơ chế tỏa nhiệt. Nếu không, quá trình phân tích sẽ dừng do nhiệt độ sẽ tăng lên vô hạn. Các nghiên cứu nhiệt tức thời chỉ phân tích theo một chu kỳ tường đối ngắn, vì vậy không đòi hỏi có cơ chế tỏa nhiệt.

Ấn định nhiệt độ

Nhiệt độ của một vật đã được ấn định sẽ không đổi theo thời gian. Tùy vào các nhiệt tải và ràng buộc nhiệt, mô hình đã được ấn định nhiệt độ có thể mất nhiệt hoặc nhận nhiệt. Nhiệt độ ấn định có thể áp dụng cho các đỉnh, các cạnh, các bề mặt và các thành phần.

Ấn định nhiệt độ:

1. Làm một trong những thao tác sau: Trong COSMOSWorks Manager, right-click biểu tượng Load/RestraintTemperature.

-hoặc-

Click COSMOSWorks, Loads/Restraint, Temperature

-hoặc-

Click Temperature trên thanh công cụ COSMOSWorks Loads. Bảng thuộc tính Temperature xuất hiện.

2. Trong vùng đồ họa, chọn các đối tượng bạn muốn đặt nhiệt độ ấn định.

3. Dưới Temperature, làm như sau:

a. Đặt đơn vị Units bạn muốn dùng để nhập giá trị nhiệt độ.

b. Đặt giá trị nhiệt độ thích hợp cho Temperature .

4. Với các nghiên cứu phi tuyến hoặc nhiệt tức thời,bạn có thể xác định một điều kiện biên nhiệt độ phụ thuộc thời gian. Click Use Time CurveEdit để xác định hoặc nhập một đường cong thời gian. Nhiệt độ tại thời điểm bất kỳ được tính bằng cách nhân giá trị nhiệt độ ấn định với giá trị Y của đường cong thời gian.

5. Click OK .

Thay đổi nhiệt độ ấn định

1. Trong COSMOSWorks Manager, right-click nhiệt độ bạn muốn sửa đổi và click Edit Definition. Bảng thuộc tính Temperature xuất hiện.

2. Thực hiện các thay đổi cần thiết.

3. Click OK.

Đối lưu

Đối lưu là cơ chế truyền nhiệt giữa một bề mặtsolid và dòng chất lỏng hoặc khí đi sát bề mặt này. Nó bao gồm sự kết hợp của các hiệu ứng dẫn nhiệt và dòng chảy. Dòng chảy có vai trò tải năng lượng nhiệt.

Một vật mất năng lượng nhiệt qua một bề mặt do đối lưu nếu nhiệt độ bề mặt này cao hơn nhiệt độ chất tải nhiệt và nhận năng lượng nhiệt nếu nhiệt độ bề mặt này thấp hơn nhiệt độ chất tải nhiệt.

Xác định một điều kiện biên đối lưu trong nghiên cứu nhiệt:

1. Trong COSMOSWorks Manager, right-click biểu tượng Load/Restraint và chọn Convection.

Hoặc click Convection trên thanh công cụ COSMOSWorks Thermal Loads.

Hoặc click COSMOSWorks, Loads/Restraints, Convection.

Bảng thuộc tính Convection xuất hiện.

2. Trong vùng đồ họa, chọn các bề mặt cần xác định điều kiện biên đối lưu. Các bề mặt được chọn xuất hiện trong hộp Selected Entities.

3. Đặt hệ đơn vị Units bạn muốn dùng để nhập giá trị cho hệ số đối lưu và nhiệt độ chất tải nhiệt.

4. Dưới Convection Coefficient, làm như sau:

a. Nhập một giá trị cho hệ số đối lưu Convection Coefficient.

b. Click Use Time Curve và click Edit để xác định hoặc nhập một đường cong thời gian và liên kết nó với hệ số đối lưu.

Hoặc click Use Temperature Curve và click Edit để xác định hoặc nhập một đường cong nhiệt độ và liên kết nó với hệ số đối lưu.

5. Dưới Bulk Temperature, làm như sau:

a. Nhập một giá trị cho nhiệt độ chất tải nhiệt Bulk Temperature.

b. Click Use Time Curve và click Edit để liên kết nhiệt độ chất tải nhiệt với một đường cong nhiệt độ.

6. Click OK.

Sửa đổi điều kiện biên đối lưu:

1. Trong COSMOSWorks Manager, right-click điều kiện biên đối lưu bạn muốn sửa đổi và click Edit Definition. Bảng thuộc tính Convection xuất hiện.

2. Thực hiện các thay đổi cần thiết.

3. Click OK.

Dòng nhiệt

Đặt mức độ nhiệt lượng truyền qua một đơn vị diện tích của một bề mặt xác định.

Xác định dòng nhiệt:

1. Làm như sau: Trong COSMOSWorks Manager, right-click biểu tượng Load/RestraintHeat Flux

Hoặc click COSMOSWorks, Loads/Restraints, Heat Flux

Hoặc click Heat Flux trên thanh công cụ COSMOSWorks Thermal Loads.

Bảng thuộc tính Heat Flux xuất hiện.

2. Trong vùng đồ họa, chọn các bề mặt thích hợp.

3. Dưới Heat Flux, làm như sau:

a. Đặt hệ đơn vị cho Units.

b. Nhập một giá trị cho Heat Flux theo hệ đơn vị đã chọn.

c. Để xác định một cường độ dòng nhiệt phụ thuộc thời gian, click Use Time Curve rồi click Edit để nhập hoặc xác định một đường cong thời gian.Giá trị cường độ dòng nhiệt tại thời điểm bất kỳ được tính bằng cách nhân cường độ dòng nhiệt đã xác định với giá trị Y tương ứng của đường cong thời gian này. Tùy chọn này chỉ khả dụng với nghiên cứu nhiệt tức thời.

d. Để xác định một cường độ dòng nhiệt tùy thuộc nhiệt độ, click Use Temperature Curve rồi click Edit để nhập hoặc xác định một đường cong nhiệt độ.Giá trị cường độ dòng nhiệt tại nhiệt độ bất kỳ được tính bằng cách nhân cường độ dòng nhiệt đã xác định với giá trị Y tương ứng của đường cong nhiệt độ này.

4. Để kiểm soát điều kiện biên dẫn nhiệt bởi một bộ ổn định nhiệt độ, làm như sau:

a. Click Thermostat (Transient).

b. Chọn một đỉnh để xác định vị trí bộ cảm biến nhiệt độ.

Chắc chắn rằng click vào hộp Sensor (select a vertex) trước khi chọn một điểm để đặt bộ cảm biến. Nếu không, đỉnh vừa chọn sẽ xuất hiện trong hộp Selected entities.

c. Chọn một đơn vị cho Lower bound temperature và nhập một giá trị thích hợp vào hộp giá trị.

d. Chọn một đơn vị cho Upper bound temperature và nhập một giá trị thích hợp vào hộp giá trị.

5.Click OK.

Một số thủ thuật:

trong một nghiên cứu nhiệt học và chọn và click và chọn:

Nếu bạn có nhiều nghiên cứu, bạn có thể kéo và thả các tải từ nghiên cứu này đến nghiên cứu khác. Bạn cũng có thể kéo và thả toàn bộ thư mục Load/Restraint.

Bạn có thể thay đổi tên mặc định của các biểu tượng tải. Điều này giúp bạn đánh dấu các tải khác nhau được đặt vào mô hình.
Bạn có tùy chọn để ẩn hoặc cho thấy các tải riêng. Trong COSMOSWorks Manager, right-click từng biểu tượng tải và click Hide/Show.
Để thay đổi màu của ký hiệu dòng nhiệt, click nút Color trong bảng thuộc tính Heat Flux. Chọn màu thích hợp trong bảng màu rồi click OK.
Chọn các đối tượng trong hộp liệt kê số các bề mặt để đặt dòng nhiệt.

Sửa đổi dòng nhiệt:

1. Trong COSMOSWorks Manager, right-click tải dẫn nhiệt bạn muốn sửa đổi và click Edit Definition. Bảng thuộc tính Heat Flux xuất hiện.

2. Thực hiện các thay đổi cần thiết.

3. Click OK.

Công suất nhiệt

Công suất nhiệt xác định mức nhiệt năng sinh ra tại một đỉnh, cạnh hoặc bề mặt. Nếu bạn chọn nhiều đối tượng, chương trình sẽ áp dụng giá trị đã xác định này cho từng đối tượng đó. Giá trị này của nguồn nhiệt có thể âm hoặc dương. Giá trị dương cho biết đây là nguồn nóng và giá trị âm cho biết đây là nguồn lạnh (hấp thụ nhiệt).

Xác định công suất nguồn nhiệt:

1. Làm như sau: Trong COSMOSWorks Manager, right-click biểu tượng Load/RestraintHeat Power.

Hoặc click COSMOSWorks, Loads/Restraints, Heat power.

Hoặc click Heat Power trên thanh công cụ COSMOSWorks Thermal Loads.

Bảng thuộc tính Heat Power xuất hiện.

2. Trong vùng đồ họa, chọn các đỉnh, các cạnh,các bề mặt hoặc các thành phần thích hợp.

3. Dưới Heat Power, làm như sau:

a. Đặt hệ đơn vị thích hợp cho Units.

b. Nhập một giá trị cho Heat power theo hệ đơn vị đã chọn.

c. Để xác định công suất nhiệt phụ thuộc thời gian, click Use Time Curve rồi click Edit để nhập hoặc xác định một đường cong thời gian. Giá trị công suất tại thời điểm bất kỳ được tính bằng giá trị công suất đã xác định nhân với giá trị Y tương ứng của đường cong thời gian.

d. Để xác định một công suất phụ thuộc nhiệt độ, click Use Temperature Curve rồi click Edit để nhập hoặc xác định một đường cong nhiệt độ. Giá trị công suất tại nhiệt độ bất kỳ được tính bằng giá trị công suất đã xác định nhân với giá trị Y tương ứng của đường cong nhiệt độ.

4. Để kiểm soát công suất bằng một bộ ổn định nhiệt độ, làm như sau:

a. Click Thermostat (Transient).

b. Click vào trường Sensor và chọn một đỉnh để đặt cảm biến nhiệt độ.

Chắc chắn rằng click vào hộp Sensor (select a vertex) trước khi chọn một điểm để đặt bộ cảm biến. Nếu không, đỉnh vừa chọn sẽ xuất hiện trong hộp Selected entities.
c. Chọn một đơn vị cho Lower bound temperature và nhập một giá trị thích hợp vào hộp giá trị.

d. Chọn một đơn vị cho Upper bound temperature và nhập một giá trị thích hợp vào hộp giá trị.

5. Click OK .

Sửa đổi công suất nhiệt:

1. Trong COSMOSWorks Manager, right-click công suất nhiệt bạn muốn sửa đổi và click Edit Definition.

Bảng thuộc tính Heat Power xuất hiện.

2. Thực hiện các thay đổi cần thiết.

3. Click OK.

DCL · 5/11/2008

Bức xạ

Tất cả các vật có nhiệt độ khác độ không tuyệt đối đều phát ra năng lượng dưới dạng bức xạ nhiệt.

Xác định bề mặt bức xạ:

1. Làm như sau:

Trong COSMOSWorks Manager, right-click biểu tượng Load/RestraintRadiation.

Hoặc click COSMOSWorks, Loads/Restraints, Radiation.

Hoặc click công cụ Radiation trên thanh công cụ COSMOSWorks Thermal Loads.

Bảng thuộc tính Radiation xuất hiện.

2. Dưới Type, click Surface to ambient.

3. Trong vùng đồ họa, chọn các bề mặt thích hợp.

4. Dưới Radiation parameters, làm nhập giá trị cho nhiệt độ môi trường Ambient Temperature.

và chọn:

Để liên kết một đường cong thời gian với nhiệt độ môi trường, click Use Time Curve rồi click Edit để nhập hoặc xác định một đường cong thời gian. Giá trị nhiệt độ môi trường tại thời điểm bất kỳ được tính bằng giá trị nhiệt độ môi trường đã xác định nhân với giá trị Y tương ứng của đường cong thời gian. Tùy chọn này chỉ khả dụng với các nghiên cứu nhiệt tức thời.

Đặt hệ số bức xạ[1] Emissivity. Để liên kết một đường cong nhiệt độ với hệ số bức xạ, click Use Temperature Curve rồi click Edit để nhập hoặc xác định một đường cong nhiệt độ. Giá trị hệ số bức xạ tại nhiệt độ bất kỳ được tính bằng giá trị hệ số bức xạ đã xác định nhân với giá trị Y tương ứng của đường cong nhiệt độ.

Đặt View Factor.

5. Click OK.

Xác định bức xạ bề mặt đến bề mặt:

1. Làm như sau:

Trong COSMOSWorks Manager, right-click biểu tượng Load/RestraintRadiation.

Hoặc click COSMOSWorks, Loads/Restraints, Radiation.

Hoặc click công cụ Radiation trên thanh công cụ COSMOSWorks Loads.

Bảng thuộc tính Radiation xuất hiện.

2. Dưới Type, click Surface to surface.

3. Trong vùng đồ họa, chọn các bề mặt thích hợp.

4. Để xem xét sự bức xạ ra môi trường đối với bức xạ bề mặt đến bề mặt, click Open system, chọn một hệ đơn vị và nhập nghiên cứu môi trường Ambient Temperature.
Để liên kết một đường cong thời gian với nhiệt độ môi trường, click Use Time Curve rồi click Edit để nhập hoặc xác định một đường cong thời gian.
Giá trị nhiệt độ môi trường tại thời điểm bất kỳ được tính bằng giá trị nhiệt độ môi trường đã xác định nhân với giá trị Y tương ứng của đường cong thời gian. Tùy chọn này chỉ khả dụng với các nghiên cứu nhiệt tức thời.

5. Đặt hệ số bức xạ Emissivity . Để liên kết một đường cong nhiệt độ với hệ số bức xạ, click Use Temperature Curve rồi click Edit để nhập hoặc xác định một đường cong nhiệt độ. Giá trị hệ số bức xạ tại nhiệt độ bất kỳ được tính bằng giá trị hệ số bức xạ đã xác định nhân với giá trị Y tương ứng của đường cong nhiệt độ.

6. Click OK.

Sửa đổi bức xạ nhiệt:

1. Trong COSMOSWorks Manager, right-click tải bức xạ bạn muốn sửa đổi và click Edit Definition. Bảng thuộc tính Radiation xuất hiện.

2. Thực hiện các thay đổi cần thiết.

3. Click OK.

[1] Hệ số bức xạ phụ thuộc vào vật liệu, màu sắc và độ bóng bề mặt. Vật đen tuyệt đối có hệ số bức xạ bằng 1, vật phản xạ tuyệt đối có hệ số bức xạ bằng không. Các vật liệu thông thường có hệ số bức xạ trong khoảng từ 0 đến 1.

***

[LEFT]Các bạn thân mến, cho đến đây, chúng ta đã cùng nhau ôn luyện được khá tổng quát về những giả thiết, khái niệm và định nghĩa cơ bản của việc phân tích một thiết kế kỹ thuật. Chúng ta cũng biết về những nguyên tắc cũng như các cơ sở tính toán của phần mềm COSMOSWorks nói riêng, các phần mềm phân tích phần tử hữu hạn nói chung. Chúng ta có đầy đủ cơ sở để tin rằng trên những nền tảng đó, CW có đủ khả năng giúp chúng ta thực hiện phần lớn các bài toán kỹ thuật từ thông thường đến nâng cao.

Để nhanh chóng giúp các bạn bắt tay vào thực hành một cách bài bản và chính tắc, bây giờ tôi sẽ chuyển ngay sang phần thực hành. Thông qua các bài tập sẽ lần lượt được chuyển đến các bạn, chúng ta cùng nhau xem xét các cách thức và trình tự cũng như những thủ thuật khôn ngoan để giải các bài toán kỹ thuật, tất cả đều dựa trên phần lý thuyết mà các bạn đã đọc ở trên. Nếu có vướng mắc hoặc khó hiểu gì, các bạn chịu khó đọc lại hoặc trao đổi trên diễn đàn.

Phần tiếp theo sẽ là các bài tập, chúng lần lượt cụ thể và sinh động hóa những kiến thức lý thuyết khô khan. Hy vọng các bạn sẽ thấy thú vị và áp dụng ngay vào công việc của mình.
[/LEFT]

DCL · 6/11/2008

Phân tích ứng suất tĩnh của một chi tiết máy
Static (Stress) Analysis of a Part

Trong bài này, bạn sẽ nắm được những vấn đề sau:

• Gán vật liệu cho chi tiết máy bằng SolidWorks Materials Editor
• Tạo một nghiên cứu tĩnh học
• Ràng buộc chi tiết máy và đặt tải áp suất
• Thiết lập các tùy chọn lưới và tạo lưới cho chi tiết máy
• Chạy nghiên cứu
• Xem các kết quả cơ bản của nghiên cứu tĩnh học

Gối đỡ này làm bằng thép hợp kim, được cố định tại hai lỗ bắt bulon và chịu một lực 1000 psi như minh họa.

Bạn mở tài liệu từ thư mục cài COSMOSWorks\Examples\Tutor1.sldprt. Cũng có thể xây dựng một mô hình tương đương.

I. Gán vật liệu Alloy Steel từ thư viện vật liệu của SolidWorks:

1. Click Edit Material trên thanh SolidWorks Standard. Bảng thuộc tính Materials Editor xuất hiện.

2. Dưới Materials:
a. Chọn SolidWorks Materials từ trình đơn thả xuống
b. Click dấu cộng cạnh Steel và chọn Alloy Steel. Các tính chất của Alloy Steel xuất hiện trong hộp Physical Properties.

3. Click OK. Tên của vật liệu này xuất hiện trong cây FeatureManager.

II. Tạo một nghiên cứu tĩnh:

1. Click nhãn COSMOSWorks Manager.

2. Click Study trên thanh công cụ chính của COSMOSWorks.

3. Trong bảng thuộc tính, dưới Name:

a. Gõ Static-1.

b. Chọn Solid mesh trong Mesh type (lưới solid).

4. Dưới Type, click Static (nghiên cứu tĩnh học).

5. Click OK.

COSMOSWorks tạo ra nghiên cứu này trong cây COSMOSWorks Manager.

Lưu ý: dấu kiểm cạnh icon Solids cho biết bạn đã gán vật liệu.

III. Cố định hai lỗ:

1. Click Restraints trên thanh công cụ COSMOSWorks Loads. Bảng thuộc tính Restraint xuất hiện. (Thiết lập các ràng buộc giúp cố định mô hình dưới tác động của ngoại lực).

2. Dưới Type, chọn Immovable (No Translation). (Kiểu ràng buộc này không cho phép đối tượng được chọn có thể dịch chuyển).

3. Trong vùng đồ họa, click các bề mặt trong của hai lỗ như minh họa. Face<1> và Face<2> xuất hiện trong hộp Faces, Edges, Vertices for Restraint.

4. Click OK.

COSMOSWorks đã cố định các bề mặt được chọn của hai lỗ và tạo một biểu tượng Restraint-1 trong thư mục Load/Restraint của cây COSMOSWorks Manager.

IV. Đặt áp lực:

1. Click Pressure trên thanh công cụ COSMOSWorks Loads. Bảng thuộc tính Pressure xuất hiện. Thao tác này để thiết lập một áp lực lên bề mặt được chọn.

2. Dưới Pressure Type, click Normal to selected face. (Đặt áp lực vuông góc với mặt được chọn).

3. Trong vùng đồ họa, chọn mặt trước của khối trụ như minh họa. Face<1> xuất hiện trong hộp Faces for Pressure.

4. Dưới Pressure Value, đặt Units là English (IPS) rối gõ 1000 vào hộp Pressure value. Nếu bạn thay đổi đơn vị sau khi nạp giá trị, COSMOSWorks sẽ chuyển đổi giá trị này sang đơn vị mới.

5. Click OK. COSMOSWorks đã đặt một áp lực 1000 psi và tạo một biểu tượng [

/B] trong thư mục trên cây COSMOSWorks Manager.

V. Thiết lập các tùy chọn lưới: (Phần này đã trình bày rất kỹ trong Lý Thuyết CW rồi, tôi không nhắc lại nữa)

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Tutor1 trên đỉnh cây và chọn Options. Hộp thoại Options xuất hiện.

2. Click nhãn Mesh.

3. Dưới Mesh quality, chọn High.

4. Dưới Mesher type, chọn Standard.

5. Đặt Jacobian check là 4 Points.

6. Dưới Mesh control, hủy Automatic transition và chọn Smooth surface.

7. Dưới Automatic looping, hủy Enable automatic looping for solids.

8. Click OK.

COSMOSWorks sẽ dùng những tùy chọn này để tạo lưới.

VI. Tạo lưới cho chi tiết và chạy nghiên cứu:

1. Click Mesh trên thanh công cụ chính của COSMOSWorks. Bảng thuộc tính Mesh xuất hiện với các giá trị Global Size và Tolerance mặc định.

2. Click OK. Việc tạo lưới bắt đầu và cửa sổ Mesh Progress xuất hiện. sau khi tạo lưới xong, COSMOSWorks hiển thị mô hình lưới.

3. Click Run trên thanh công cụ chính của COSMOSWorks. Quá trình phân tích diễn ra và các biểu đồ mặc định được tạo trong cây COMSOSWorks Manager:

VII. Hiển thị thông tin lưới:

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Mesh và chọn Details. COSMOSWorks sẽ hiển thị thông tin của lưới này.

2. Đóng hộp Mesh Details lại.

VIII. Ẩn/hiện lưới:

Click Show/Hide Mesh trên thanh công cụ COSMOSWorks Result Tools. COSMOSWorks sẽ thay đổi chế độ hiển thị lưới.

Sau khi chạy phân tích thành công, COSMOSWorks sẽ tạo ra các thư mục Stress, Displacement, Strain, Deformation và Design Check trong cây COSMOSWorks Manager. Những thư mục này có chứa các biểu đồ mặc định của nghiên cứu tĩnh.

IX. Biểu đồ von Mises stresses:

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, click dấu cộng bên cạnh thư mục Stress. Plot1xuất hiện.

2.

Plot1. Biểu đồ von Mises stress hiển thị:

Biểu đồ ứng suất này được tạo ra với sự biến dạng của mô hình dưới tác động của ngoại lực. Để làm rõ sự biến dạng này, COSMOSWorks đã tăng tỷ lệ biến dạng tới 10% đường chéo của hộp bao mô hình. Trong trường hợp này, tỷ lệ biến dạng xấp xỉ 12 lần như minh họa trên.

Để xem biểu đồ ứng suất theo hệ đơn vị khác, right-click biểu tượng vủa biểu đồ và click Edit Definition. Trong hộp Display, đặt Units theo hệ đơn vị thích hợp và click OK.

Biểu đồ các sức căng thành phần tương đương:

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, click dấu cộng cạnh thư mục Strain. Plot1 xuất hiện.

2.

Plot1. Biểu đồ các sức căng thành phần tương đương hiển thị.

Trình thuật Design Check sẽ giúp bạn kiểm tra độ an toàn của thiết kế.

X. Xem xét phân bố hệ số an toàn Factor of Safety (FOS) trong mô hình:

1. Click dấu cộng cạnh thư mục Design Check. Biểu tượng Plot1 xuất hiện.

2.

Plot1. Biểu đồ như minh họa dưới xuất hiện:

XI. Biểu đồ các vùng nguy hiểm trên chi tiết máy:

1. Click Design Check Wizard trên thanh công cụ COSMOSWorks Result Tools. Bảng thuộc tính Design Check xuất hiện.

2. Trong hộp Step 1 of 3, làm như sau:

a. Đặt Criterion là Max von Mises stress, Design Goal tương ứng xuất hiện. (Tiêu chuẩn kiểm tra là ứng suất von Mises stress cực đại).

b. Click Next.

3. Trong hộp Step 2 of 3, làm như sau:

a. Chọn Yield strength dưới Set stress limit. Lưu ý rằng các tính chất đàn hồi của vật liệu làm chi tiết và ứng suất von Mises đã được liệt kê trong đó. (Giới hạn bền được dùng để đánh giá là giới hạn chảy của vật liệu).

b. Click Next.

4. Trong hộp Step 3 of 3, click Areas below factor of safety và đảm bảo rằng 1 xuất hiện trong hộp giá trị. Hộp này ghi hệ số an toàn của mô hình dựa trên chỉ tiêu được chọn. (Để những vùng có ứng suất lớn vượt giới hạn chảy sẽ hiển thị màu đỏ).

5. Click OK để đóng bảng thuộc tính Design Check. Các vùng có hệ số an toàn dưới 1 (không an toàn) hiển thị với màu đỏ. Các vùng có hệ số an toàn cao hơn là màu xanh lơ.

Để nhìn rõ các vùng nguy hiểm, bạn có thể cần cho ẩn các ký hiệu ràng buộc và tải trọng. Right-click thư mục Load/Restraint và chọn Hide All.

Plot2 dưới Design Check để hiển thị lại hệ số an toàn.

Tiện ích Report còn tạo ra các báo cáo có thể gửi bằng internet.

XII. Tạo một báo cáo:

1. Click Report trên thanh công cụ COSMOSWorks Result Tools. Hộp thoại Report xuất hiện.

2. Trong hộp Settings for,kiểm mục bạn muốn đưa vào báo cáo và nhập thông tin liên quan vào hộp Preview. Bạn có thể dấu logo của công ty trong báo cáo này.

3. Để thay đổi nội dung một mục, click Set. Hộp thoại Set của mục đó xuất hiện.

4. Nhập thông tin thích hợp và click OK.

5. Làm lại các bước từ 2-4 cho các mục khác.

6. Trong Report file name, gõ Tutor1.

7. Kiểm Show report on OK, Automatically update all plots in JPEG files, và Print version.

8. Click OK. Báo cáo sẽ hiển thị trong trình duyệt web mặc định của bạn.

9. Để đóng cửa sổ báo cáo, click OK.

XIII. Lưu mô hình SolidWorks và thông tin phân tích trong tài liệu part:

Click File, Save.

Chúc mừng bạn đã hoàn thành bài học này!

DCL · 6/11/2008

Ràng buộc đối xứng với các mô hình Solid và Shell

Trong hình minh họa là một bình chịu áp tròn xoay. Do tính đối xứng trục, ta chỉ cần mô phỏng một múi 60°. Tất nhiên, ta cũng có thể mô phỏng một múi lớn hơn hoặc nhỏ hơn 60°.

Nếu mô phỏng cả mô hình, khi phân tích, chương trình sẽ tạo một lưới có rất nhiều phần tử nhỏ với kích cỡ xấp xỉ chiều dày thành bình. Việc tính toán với số lượng phần tử quá lớn sẽ chiếm rất nhiều tài nguyên của máy tính và kéo dài thời gian tính toán. Ngoài ra, điều này có thể làm rối loạn chương trình, gây “treo máy” hoặc đưa ra kết quả thiếu chính xác. Bài này giới thiệu một số thủ thuật có thể giúp giảm dung lượng tính toán nhưng vẫn cho kết quả đáng tin cậy:

Chỉ phân tích một vùng đại diện của mô hình solid, bằng cách thiết lập các khống chế thích hợp để dường như vẫn phân tích mô hình hoàn chỉnh.

Do tính chất “vỏ mỏng” của mô hình, ta sẽ sử dụng chức năng tạo lưới shell và năng lực tính toán cho vỏ mỏng của phần mềm, kết hợp với các thiết lập khống chế thích hợp để phân tích một phân khúc điển hình của mô hình. Kỹ thuật này giúp giảm khối lượng tính toán nhiều hơn nữa, tất nhiên vẫn đảm bảo độ chính xác cần thiết.

Trong bài này, bạn sẽ học cách:

Đặt các ràng buộc đối xứng cho mô hình solid
Mô phỏng vỏ mỏng bằng các surface
Đặt các ràng buộc đối xứng cho mô hình shell

A. Tạo một nghiên cứu tĩnh với lưới Solid

I. Tạo nghiên cứu:

1. Mở thư mục cài đặt SW\Examples\pressurevessel. SLDPRT).

2. Click nhãn COSMOSWorks Manager.

3. Tạo một nghiên cứu tĩnh với lưới solid.

4. Gán vật liệu Alloy Steel từ thư viện COSMOS Material cho mô hình.

II. Áp dụng các khống chế đối xứng

Bạn sẽ xác định các ràng buộc đối xứng trên những bề mặt đối xứng của mô hình:

1. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và chọn Restraints. Bảng thuộc tính Restraint xuất hiện.

2. Đặt Type là Symmetry.

3. Click công cụ Filter Faces trên thanh công cụ Selection Filter.

4. Trong vùng đồ họa, click hai bề mặt đối xứng như hình minh họa.

Face<1> và Face<2> xuất hiện trong hộp Planar Faces for Restraint .

5. Click OK .

III. Đặt áp suất bên trong

Bạn sẽ đặt một nội áp 200 psi lên bề mặt trong của bình.

1. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và click Pressure. Bảng thuộc tính Pressure xuất hiện.

2. Dưới Pressure Type, click Normal to selected face.

3. Trong vùng đồ họa, click ba bề mặt như hình minh họa:

4. Dưới Pressure Value, đặt Units là English (IPS) rồi gõ 200 vào hộp Pressure Value .

5. Click OK.

IV. Cố định mô hình

Các ràng buộc đã xác định trên vẫn chưa cố định mô hình theo phương dọc trục. Bạn cần phải cố định mô hình hoàn toàn.

1. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và chọn Restraints. Bảng thuộc tính Restraint xuất hiện.

2. Đặt Type là Fixed.

3. Trong vùng đồ họa, click đỉnh như hình minh họa dưới:

Vertex<1> xuất hiện trong hộp Faces, Edges, Vertices for Restraint.

4. Click OK.

V. Tạo lưới cho mô hình và chạy nghiên cứu

1. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Mesh và click Create. Bảng thuộc tính Mesh xuất hiện.

2. Click Options. Hộp thoại Options xuất hiện với nhãn Mesh được kích hoạt.

3. Làm như sau:

a. Chọn: High, Standard, 4 Points, Automatic transition, và Smooth surface. (Trong bài trước, Automatic transition đã bị hủy kiểm).

b. Hủy Enable automatic looping for solids.

c. Click OK.

4. Chọn Run analysis after meshing để chạy nghiên cứu ngay sau khi tạo xong lưới.

5. Click OK để xác nhận mặc định Global Size và Tolerance.

VI. Xem ứng suất tương đương

1. Trên cây COSMOSWorks Manager, click dấu cộng cạnh thư mục Stress. Plot1 xuất hiện.

2. Right-click Plot1 và chọn Show. Biểu đồ ứng suất von Mises hiển thị.

3. Right-click Plot1 lần nữa và chọn Edit Definition. Bảng thuộc tính Stress Plot xuất hiện.

4. Trong hộp Display, đặt Units là psi. Click Defined dưới Deformed Shape và gõ 1 cho Scale Factor.

5. Click OK .

Biểu đồ ứng suất tương đương (von Mises) hiển thị:

[LEFT]
[/LEFT]

(Còn tiếp)

DCL · 6/11/2008

B. Tạo một nghiên cứu tĩnh với lưới Shell (Tiếp theo bài trên)

Bây giờ, bạn sẽ dùng tùy chọn Shell mesh using surfaces để giải bài này. Dùng tùy chọn này, bạn sẽ chọn các bề mặt để tạo lưới shell và xác định chiều dày. Các bề mặt được chọn sẽ được dùng làm mặt trung hòa của vỏ mỏng. Bạn có thể chọn các bề mặt trong hoặc ngoài để tạo các shell cho các mô hình mỏng đều được (vì sai số chỉ là ½ chiều dày).

Trong bài này, các shell được tạo từ các bề mặt trong. Do vậy, bình mô phỏng sẽ hơi nhỏ hơn thực tế một chút, ứng suất vì thế cũng sẽ hơi nhỏ hơn. Các kết quả này sẽ được so sánh với các kết quả của mô hình chính xác ở cuối bài.

I. Tạo nghiên cứu

1. Tạo một nghiên cứu tĩnh. Chọn Shell mesh using surfaces dưới Mesh type.

2. Xác định các shell của mô hình như sau:

a. Right-click Shells và chọn Define By Selected Surfaces. Bảng thuộc tính Shell Definition xuất hiện.

b. Dưới Type, click Thin.

c. Trong vùng đồ họa, chọn ba bề mặt như hình minh họa.

d. Đặt đơn vị là in rồi gõ 0.5 vào Shell thickness.

3. Click OK. COSMOSWorks tạo một shell trong thư mục Shells.

4. Gán vật liệu Alloy Steel cho shell như sau:

a. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click thư mục Shells và chọn Apply Material to All.

b. Trong hộp thoại, chọn Material, chọn Alloy Steel từ thư viện COSMOS Materials và click OK.

II. Đặt các ràng buộc đối xứng cho các cạnh Shell

[LEFT]Do các phần tử shell có các bậc tự do di chuyển và quay, bạn cần ràng buộc các cạnh của shell để chúng không được quay quanh trục và bán kính, cũng không được di chuyển theo phương tiếp tuyến.

Trong hình minh họa, mũi tên đơn là dịch chuyển, các mũi tên kép là những chuyển động quay, chúng cần được khống chế.

Nếu cạnh shell quay quanh trục: góc múi (60 độ) sẽ bị thay đổi.
Nếu cạnh shell quay quanh bán kính: đường sinh sẽ bị xiên và tạo ra mặt yên ngựa.
Nếu cạnh shell di chuyển theo phương tiếp tuyến: vỏ sẽ bị lệch tâm.

[/LEFT]

[LEFT]

1. Tạo một trục tâm trùng với tâm trụ.

2. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và chọn Restraints. Bảng thuộc tính Restraint xuất hiện.

3. Đặt Type là Using reference geometry.

4. Click vào hộp Faces, Edges, Vertices for Restraint rồi chọn các cạnh của shell như hình minh họa. Sáu cạnh này xuất hiện trong hộp danh sách.

Chắc chắn rằng chọn đúng các cạnh của bề mặt trong của mô hình, là những bề mặt đã tạo ra shell.

5. Click vào hộp Face, Edge, Plane, Axis for Direction, rồi click Axis1 trên cây FeatureManager bay ra. Axis1 xuất hiện trong hộp này.

6. Dưới Translations, click Circumferential và chắc chắn rằng giá trị bằng 0.

7[FONT=&quot]. Click OK.

III. Đặt áp suất lên các shell
[/FONT]
Bạn sẽ đặt áp suất vuông góc lên các shell này.

1.Trên COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và click Pressure. Bảng thuộc tính Pressure xuất hiện.

2.Dưới Pressure Type, click Normal to selected face.

3.Trong vùng đồ họa, click ba bề mặt như hình minh họa:

4.Dưới Pressure Value, đặt Units là English (IPS) rồi gõ 200 vào hộp giá trị Pressure Value.

5.Click OK.

IV. Cố định mô hình shell

Cũng như đã làm với mô hình solid, bạn sẽ cố định một đỉnh trên mô hình shell để ngăn chuyển động dọc trục.

1. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/RestraintRestraints. Bảng thuộc tính Restraint xuất hiện. và chọn

2. Đặt Type là Fixed.

3. Trong vùng đồ họa, click đỉnh trên như hình minh họa.

Vertex<1> xuất hiện trong hộp Faces, Edges, Vertices for Restraint.
[FONT=&quot]
4. Click OK.
[/FONT] [/LEFT]

Chạy nghiên cứu Shell

Tạo lưới mô hình với cỡ phần tử và dung sai mặc định.
Chạy nghiên cứu shell.
Xem các ứng suất tương đương của các bề mặt shell phía ngoài (top):

Xem các ứng suất tương đương của các bề mặt shell phía trong (bottom):

[LEFT] Khi xem các kết quả của mô hình shell, nhớ xem các kết quả trên cả bề mặt trong và mặt ngoài (trên và dưới).

So sánh kết quả tính toán của các kiểu lưới khác nhau:

[/LEFT]

Chúc mừng bạn đã hoàn thành bài học này!

DCL · 7/11/2008

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 công cụ clipping để kiểm soát 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, Edges, Vertices for Restraint.

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 .

7. Click OK . COSMOSWorks đã đặt một lực 200 lb trên bề mặt được chọn, xem minh họa:

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:

).

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.

Xem ứng suất von Mises Stress:

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.

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 không. 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 còn vì lưới và các biểu đồ chưa được cập nhật những thay đổi này.

Tổ hợp bây giờ chỉ còn như minh họa:

Bạn sẽ cố định một bề mặt của chi tiết CrankArmAxle.

Cố định mô 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 mô hình đã có thay đổi, bạn phải tạo lưới lại.

(Còn tiếp)

DCL · 7/11/2008

(Tiếp theo phần trên)

Tạo lưới cho mô 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 toàn 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,

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 mô 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 toàn bộ mô 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.
[FONT=&quot]
5. Click Close.
[/FONT]

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 .

Biểu đồ ứng suất được tạo lại với phổ màu mới:

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 soát diện mạo Biểu đồ mặt cắt bằng Settings PropertyManager.

Kiểm soát biểu đồ mặt cắt:

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Plot2 trong thư mục Stress và chọn Settings. Bảng 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.

Chúc mừng bạn đã hoàn thành bài học này!

giang061983 · 7/11/2008

Sách thì chỉ biết đọc thôi, còn ở đây vừa được đọc vừa được hỏi vừa được giải đáp. Ít có đâu đựoc như ở đây.

DCL · 8/11/2008

Phân tích tĩnh học một chi tiết tấm mỏng

Bài này hướng dẫn bạn thực hiện các phân tích tĩnh cho một chi tiết tấm mỏng:

Trong bài này, bạn sẽ học cách:

Tạo một nghiên cứu shell bằng tùy chọn midsurfaces
Chọn một cách giải
Dóng các bề mặt shell
Xem các kết quả ứng suất trên mô hình shell

Tạo một nghiên cứu Shell

1. Mở thư mục cài đặt SW\Examples\ Sheet.SLDPRT).

2. Click nhãn COSMOSWorks Manager.

3. Trong COSMOSWorks Manager, right-click biểu tượng Sheet và click Study.

4. Trong bảng thuộc tính, dưới Name:

a. Gõ ShellStudy.

b. Chọn Shell mesh using

/B] trong Mesh type.

c. Click OK để đóng cửa sổ thông tin cải tiến mô hình này lại.

5. Dưới Type, click Static.

6. Click OK. COSMOSWorks tạo ra nghiên cứu shell trên cây COSMOSWorks Manager.

Chọn một cách giải

1. Trong COSMOSWorks Manager, right-click ShellStudy và click Properties. Hộp thoại Static xuất hiện.

2. Dưới Solver, click FFEPlus.

3. Click OK.

Gán vật liệu

1. Trong COSMOSWorks Manager, right-click biểu tượng Solids và chọn Apply Material to All. Hộp thoại Material xuất hiện.

2. Dưới Select material source, làm như sau:

a. Click From library files và chọn cosmos materials từ trình đơn.

b. Trong cây vật liệu, click dấu cộng cạnh Steel và chọn Alloy Steel. Tên vật liệu được chọn xuất hiện trong hộp Name và các thuộc tính vật liệu Alloy Steel này xuất hiện trong bảng thuộc tính vật liệu.

3. Click OK. COSMOSWorks đã gán Alloy Steel cho mô hình.

Đặt các khống chế

Bạn sẽ cố định ba lỗ trên mô hình.

1. Trong COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và chọn Restraints. Bảng thuộc tính Restraint xuất hiện.

2. Đặt Type là Fixed.

3. Nếu cần, click công cụ Filter Faces trên thanh công cụ Selection Filter để kích hoạt lựa chọn các bề mặt và tắt các lựa chọn khác.

4. Trong vùng đồ họa, click các bề mặt của ba lỗ như hình minh họa. Face<1>, Face<2> và Face<3> xuất hiện trong hộp Faces, Edges, Vertices for Restraint.

5. Click OK. COSMOSWorks đã cố định các bề mặt của ba lỗ này.

Đặt áp lực

Bạn sẽ đặt một áp lực 1.0 psi lên mô hình.

1. Trong COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và chọn Pressure. Bảng thuộc tính Pressure xuất hiện.

2. Đặt Pressure Type là Normal to selected face.[FONT=&quot]

Trong vùng đồ họa, click bề mặt như hình minh họa. Face<1> xuất hiện trong hộp Faces for Pressure.[/FONT]

[LEFT] 4. Dưới Pressure Value, làm như sau:

a. Đặt Units là English (IPS).

b. Gõ 1.0 vào hộp Pressure value.

5. Click OK.

Tạo lưới cho mô hình

1. Trong COSMOSWorks Manager, right-click Mesh và click Create. Bảng thuộc tính Mesh xuất hiện.

2. Click Options.Hộp thoại Options xuất hiện.

3. Dưới Mesh quality, chọn High.

4. Dưới Mesher type, chọn Standard.

5. Đặt Jacobian check là 4 Points.

6. Dưới Mesh control, hủy Automatic transition và chọn Smooth surface.

7. Dưới Automatic looping, hủy Enable automatic looping for solids.

8. Click OK.

9. Click OK để chấp nhận các giá trị mặc định Global Size và Tolerance.

Quá trình tạo lưới bắt đầu. Khi tạo lưới xong, COSMOSWorks sẽ hiển thị mô hình lưới.

Chạy nghiên cứu

Bây giờ bạn đã sẵn sàng để chạy nghiên cứu này.

Trong COSMOSWorks Manager, right-click biểu tượng ShellStudy và chọn Run.

Xem các kết quả ứng suất tại các bề mặt

Cần nhớ là phải xem các kết quả ứng suất ở cả các bề mặt trên và dưới của mô hình shell.

Xem ứng suất tương đương ở mặt trên:

1. Trong COSMOSWorks Manager, click dấu cộng cạnh thư mục Stress. Biểu tượng Plot1 xuất hiện.

2.

Plot1. Biểu đồ ứng suất tương đương hiển thị.

3. Đổi tên Plot1 thành Top von Mises.

4.

Top von Mises để hiển thị tên mới trong vùng đồ họa.[FONT=&quot]

Theo mặc định, COSMOSWorks hiển thị ứng suất tương đương của các bề mặt shell trên.[/FONT][/LEFT]

Xem ứng suất tương đương ở mặt dưới:

1.Trong 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.Đặt Units là psi.

b.Đặt Shell face là Bottom.

3.Click OK. Biểu tượng Plot2 xuất hiện trong thư mục Stress.

4.Đổi tên Plot2 thành Bottom von Mises.

[SIZE

Bottom von Mises. Biểu đồ ứng suất tương đương của các bề mặt dưới của mô hình hiển thị.[/SIZE]

Lưu ý rằng các ứng suất von Mises tại các bề mặt trên và dưới khác nhau chút ít.

Xem kết quả chuyển vị

Các chuyển vị bề mặt trên và dưới được coi như bằng nhau.

1. Trong COSMOSWorks Manager, click dấu cộng cạnh thư mục Displacement. Plot1 xuất hiện.

2.

Plot1.Biểu đồ chuyển vị hiển thị. Quay mô hình để thấy rõ sự chuyển vị từng vùng. Biên dạng này hiển thị theo đơn vị inch. Bạn có thể right-click biểu đồ và chọn Edit Definition rồi thay bằng đơn vị khác.

[FONT=&quot]Lưu mô hình và đóng tài liệu lại.

[/FONT]
Chúc mừng bạn đã hoàn thành bài học này!

DCL · 11/11/2008

Phân tích tiếp xúc của cụm khớp nối

Cụm khớp nối chịu lực và ràng buộc như minh họa. Bạn sẽ phân tích ứng suất hướng tâm của chốt với khớp.

Do tính chất đối xứng kép, bạn chỉ cần phân tích ¼ mô hình.

Trong bài này, bạn sẽ học cách:

Xác định điều kiện tiếp xúc chung
Đặt các ràng buộc đối xứng
Xem các ứng suất tại các cổng nhìn tháo rời
Tạo biểu đồ ứng suất tiếp xúc
Tùy biến các biểu đồ vector

Tạo và xác định một nghiên cứu tĩnh

1. Mở thư mục cài đặt SW\ Examples\ Contact\QuarterEyeBar.SLDASM). Bạn cũng có thể xây dựng

2. Click nhãn COSMOSWorks Manager.

3. Tạo một nghiên cứu phân tích tĩnh học với lưới solid. Sửa đổi các thuộc tính, ví dụ như giải thuật mặc định là FFEPlus.

4. Gán vật liệu Alloy Steel từ thư viện của COSMOS cho cả hai chi tiết.

5. Đặt ràng buộc Symmetry trên 5 mặt phẳng tiếp xúc với 2 mặt đối xứng của mô hình.

6. Đặt ràng buộc Immovable lên mút của chốt.
7. Đặt áp suất 300 psi vuông góc với bề mặt như minh họa. Chọn Reverse direction để lực hướng ra ngoài.

Bạn phải xác định điều kiện tiếp xúc cục bộ giữa chốt và khớp trước khi tạo lưới cho mô hình.

Xác định tiếp xúc:

1. Tháo rời tổ hợp để để dễ chọn các bề mặt.

2. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Contact/Gaps và chọn Define Contact Set.

3. Trong bảng thuộc tính, dưới Type:

a. Chọn No penetration.

b. Chọn hai bề mặt của khớp cho Faces, Edges, Vertices for Source.

c. Chọn hai bề mặt của chốt cho Faces for Target.

4. Dưới Options, chọn Node to surface.

5. Click OK.

Tạo lưới và chạy nghiên cứu:

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Mesh và click Create. Bảng thuộc tính Mesh xuất hiện.

2. Click Options. Hộp thoại Options xuất hiện với nhãn Mesh được chọn.

3. Làm như sau:

a. Chọn: High, Standard, 4 Points và Smooth surface.

b. Hủy: Automatic transition và Enable automatic looping for solids.

c. Click OK.

4. Kiểm Run analysis after meshing.

5. Click OK để xác nhận các giá trị mặc định của Global Size và Tolerance.

Lưới được tạo và phân tích được thực hiện.

Xem ứng suất principal:

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, click dấu cộng (+) cạnh thư mục Stress. Plot1 xuất hiện.

2. Right-click Plot1 và chọn Show. Biểu đồ ứng suất mặc định von Mises hiển thị.

3. Right-click Plot1 lần nữa và chọn Edit Definition. Bảng thuộc tính Stress Plot xuất hiện.

4. Trong hộp Display, làm như sau:

a. Đặt Component là P1: 1st principal stress.

b. Đặt Units là psi.

5. Click OK. Biểu đồ ứng suất principal thứ nhất hiển thị.

Xem ứng suất principal trong cổng nhìn tháo rời:

1. Tháo rới tổ hợp như minh họa.

2. Nếu cần,

biểu tượng Plot1 trong thư mục Stress để hiển thị ứng suất principal thứ nhất khi tháo rời mô hình.

3. Dùng công cụ Rotate View để quan sát mô hình ở các góc khác nhau.

Tạo biểu đồ áp suất tiếp xúc:

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click thư mục Stress và chọn Define. Bảng thuộc tính Stress Plot xuất hiện.

2. Trong hộp Display, đặt Component là CP: Contact pressure và Units là psi.

3. Click OK. Biểu đồ vector hiển thị như minh họa.

Tùy biến hiển thị biểu đồ vector:

1. Trong cây COSMOSWorks Manager tree, right-click biểu tượng biểu đồ áp suất tiếp xúc Vector Plot Options. Bảng thuộc tính Vector Plot Options xuất hiện.

2. Đặt mũi tên Size đến 1000 và click OK.

3. Dùng công cụ Zoom to Area để phóng to biểu đồ vector.

4. Lưu tài liệu.

Chúc mừng bạn đã hoàn thành bài học này!

DCL · 11/11/2008

Các chi tiết hàn tiếp xúc của ô tô

Mối hàn chấm (còn gọi là hàn chập mạch hoặc hàn tiếp xúc) thường dùng trong sản xuất hàng loạt các cấu trúc hàn tấm mỏng như thân ô tô. Trong bài này, bạn sẽ dùng mối hàn chấm để liên kết trần và sườn xe như hình minh họa. Trần xe chịu lực vuông góc còn các sườn xe được cố định dưới sàn.

Trong bài này, bạn cũng học cách xác định mối hàn chấm.

Mở tài liệu Assembly: Mở COSMOSWorks\Examples \Car_Model.sldasm.

Tài liệu assembly này có nghiên cứu Sample đã được xác định với các tham số sau:

• Shell-1 và Shell-2 là các bề mặt sườn và trần xe.

• Cast Stainless Steel là vật liệu từ thư viện COSMOS Materials được gán cho cả hai shell này.

• Một khống chế Fixed được gán cho các cạnh đáy của hai shell sườn xe.

• Một lực 250 lbs từ trên xuống tác động lên trần xe.

Để có thêm thông tin về mỗi mục trong cây COSMOSWorks Manager, right-click mục đó và chọn Details.

Định nghĩa các mối hàn chấm

Bạn sẽ xác định hai đường hàn để liên kết trần và mỗi sườn xe. Để tạo thuận lợi cho bạn, hai tập hợp điểm tham chiếu đã được tạo sẵn để dùng cho việc xác định các mối hàn.

Định nghĩa các đường hàn chấm:

1. Trong COSMOSWorks Manager, right-click thư mục Load/RestraintConnectors. Bảng thuộc tính Connectors xuất hiện.

2. Đặt Type là Spot welds.

3. Trong vùng đồ họa, chọn bề mặt một sườn xe như hình minh họa. Bề mặt được chọn xuất hiện trong hộp Spot weld faces thứ nhất.

4. Click vào hộp Spot weld faces khác rồi click bề mặt của trần trong vùng đồ họa.

5. Click vào hộp Spot weld locations rồi làm như sau:

a. Click dấu cộng (+) cạnh thư mục Locations for Spot Weld 1 trong cây FeatureManager bay ra.

b. Chọn tất cả các điểm trong thư mục này. Các điểm tham chiếu xuất hiện trong Spot weld locations.

c. Chọn mm từ trình đơn đơn vị rồi gõ 3 cho hộp Spot weld diameter.

6. Click Apply. COSMOSWorks sẽ liên kết hai shell được chọn theo đường hàn chấm được xác định qua các điểm tham chiếu và xóa tất cả các hộp chọn để cho phép bạn định nghĩa các mối hàn chấm khác.

7. Với kiểu liên kết được chọn này, xác định đường hàn thứ hai để liên kết trần với sườn xe còn lại, như hình minh họa. Dùng các điểm trong thư mục Locations for Spot Weld 2 để tham chiếu. Tất cả các điểm hàn này đều có cùng đường kính (3 mm).

8. Click OK.

Tạo lưới cho mô hình và chạy nghiên cứu:

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click biểu tượng Mesh và chọn Create.

2. Trong bảng thuộc tính, click Options.

3. Làm như sau:

a. Chọn: High, Standard, 4 Points, Smooth surface và Automatic shell surface realignment.

b. Hủy Automatic transition và Enable automatic looping for solids.

c. Click OK.

4. Chọn Run analysis after meshing.

5. Click OK.

COSMOSWorks sẽ tạo lưới và chạy phân tích tĩnh. Khi phân tích xong, chương trình sẽ tạo ra các thư mục kết quả trong COSMOSWorks Manager.

Xem kết quả phân tích

1. Trong COSMOSWorks Manager, click dấu cộng (+) cạnh thư mục Stress. Biểu tượng Plot1 (-vonMises-) xuất hiện.

2. Right-click biểu tượng Plot1 (-vonMises-) và chọn Edit Definition. Bảng thuộc tính Stress Plot xuất hiện.

3. Đặt Units là psi.

4.

biểu tượng Plot1 (-vonMises-). Biểu đồ ứng suất von Mises hiển thị trong vùng đồ họa.

4. Lưu công việc của bạn và đóng tài liệu assembly.

Chúc mừng bạn đã hoàn thành bài học này!

DCL · 11/11/2008

Phân tích tĩnh bằng lưới hỗn hợp

Bài này hướng dẫn bạn phân tích tĩnh một tổ hợp dùng các phần tử shell và solid trong cùng một nghiên cứu. Khi cả đồng thời có cả 2 kiểu phần tử này cùng tồn tại, bạn có một kiểu lưới hỗn hợp.

Khi tạo lưới để phân tích, phần mềm sẽ căn cứ vào kích thước nhỏ nhất của mô hình để xác định cỡ của các phần tử hữu hạn dùng trong tính toán:

Đối với mô hình khối đặc, lưới solid tạo ra các phần tử là những khối tứ diện với các cạnh có chiều dài xấp xỉ nhau.

Đối với mô hình có những vách mỏng, nếu vẫn dùng lưới solid thì số lượng phần tử hữu hạn trở nên rất lớn, do phần mềm đã lấy chiều dày tấm mỏng làm cơ sở để xác định cỡ phần tử. Hậu quả là khiến cho quá trình tính toán kéo dài và chiếm dụng nhiều tài nguyên hệ thống. Vì vậy, với những chi tiết mỏng, nên chọn kiểu lưới shell, là loại lưới gồm các phần tử tam giác phẳng với số lượng tương đối ít để giảm khối lượng tính toán.

Với những mô hình có cả những phần có chiều dày lớn và những phần khác có chiều dày nhỏ, việc sử dụng mô hình lưới hỗn hợp cho phép tạo lưới kiểu shell cho những phần mô hình mỏng và tạo lưới kiểu solid cho những phần có ba kích thước tương đương. Thủ thuật này làm giảm đáng kể số lượng phần tử, nhờ vậy làm tăng tốc độ tính toán lên nhiều lần, nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác cần thiết cho các kết quả.

Trong bài này, bạn sẽ học cách:

Tạo một nghiên cứu với lưới hỗn hợp
Ghép vỏ mỏng vào
Bổ sung các kết nối

Mở tài liệu và tạo một nghiên cứu:

1. Mở thư mục cài đặt SW\Examples\MixedMesh-1.sldasm). Bạn cũng có thể thiết kế 2 chi tiết này ở 2 part khác nhau rồi đưa chúng vào môi trường assembly để thực hiện bài tập.

2. Click nhãn COSMOSWorks Manager trên đỉnh panel.

3. Tạo một nghiên cứu tĩnh với tên là MixedMesh.

4. Trong bảng thuộc tính, dưới Name, chọn kiểu lưới là Mixed mesh, rồi click OK.

5. Right-click Study và chọn Properties.

6. Trong hộp thoại, dưới Solver, chọn Direct sparse, rồi click OK.

Định nghĩa tấm mỏng:

1. Right-click Shells trong COSMOSWorks Manager và chọn Define by Selected Surfaces.

2. Trong bảng thuộc tính, chọn bề mặt như hình minh họa cho Selection (Face).

3. Chọn đơn vị là mm và gõ 5 cho Shell thickness.

4. Click OK.

Gán vật liệu, áp lực và khống chế:

1. Right-click Solids, chọn Apply Material to All và gán Ductile Iron từ thư mục Iron của thư viện vật liệu cosmos materials.

2. Right-click Shells, chọn Apply Material to All và gán cùng vật liệu này cho tấm mỏng.

3. Đặt áp lực 3 psi vuông góc với bề mặt như hình minh họa dưới:

4. Gán khống chế cố định Fixed cho mặt trụ của 6 lỗ.

Gán các kết nối:

Một kết nối sẽ liên kết hai đỉnh trên mô hình với nhau bởi một thanh cứng có khớp bản lề tại hai đầu. Có thể hình dung như đây là một cái "xích đông" có hai dây thép căng hai góc tấm ngang với hai góc cao của tấm đứng.

1. Right-click Load/Restraint và chọn Connectors.

2. Trong bảng thuộc tính, dưới Type, chọn Link.

3. Chọn đỉnh 1 như hình minh họa cho Vertex or point for first location.

4. Chọn đỉnh 2 như minh họa cho Vertex or point for second location. Chắc chắn rằng chọn đúng đỉnh bề mặt trên của tấm mỏng.

5. Click Apply.

6. Chọn đỉnh 3 cho Vertex or point for first location.

7. Chọn đỉnh 4 cho Vertex or point for second location.

8. Click OK.

Xác định vị trí tiếp xúc:

Khi bạn dùng một lưới hỗn hợp, bạn phải gắn kết tấm mỏng với khối solid.

1. Tháo bung tổ hợp để tấm mỏng tách rời khỏi khối solid. (Trong assembly này đã tạo sẵn cổng nhìn tháo rời).

2. Trong COSMOSWorks Manager, right-click Contact/Gaps và chọn Define Contact Set.

3. Trong bảng thuộc tính, chọn Bonded trong Type.

4. Chọn cạnh của tấm mỏng cho Faces, Edges, Vertices for Source.

5. Chọn bề mặt hẹp dài của solid cho Faces for Target.

6. Click OK.

Hãy trở lại cổng nhìn lắp ráp lại bình thường của assembly.

Tạo lưới và chạy nghiên cứu:

1. Right-click Mesh và chọn Create.

2. Click Options.

3. Trong hộp thoại, làm như sau:

a. Chọn: High, Standard, 4 Points, và Smooth surface.

b. Hủy: Automatic transition và Enable automatic looping for solids.

c. Click OK.

4. Chọn Run analysis after meshing.

5. Click OK.

Xem các kết quả ứng suất:

1. Trải rộng thư mục Stress và

Plot1.

2. Right-click Plot1 và chọn Edit definition rồi đặt:

SX: X Normal stress cho Component.
psi cho Units.
Top cho Shell face. (Để xem ứng suất mặt trên)
Defined dưới Deformed Shape và gõ 1 cho Scale Factor.

Biểu đồ ứng suất hiển thị trên hình dạng bị biến dạng hiện thời của mô hình.

Lưu ý: ứng suất tập trung nơi tấm mỏng gặp solid. Mặt trên của tấm mỏng cho thấy áp suất tại nơi tiếp xúc với solid.

3. Right-click biểu đồ Stress và chọn Define.

4. Trong bảng thuộc tính, chọn:

SX: X Normal stress cho Component.
psi cho Units.
Bottom cho Shell face. (Để xem ứng suất mặt dưới).
Defined dưới Deformed Shape và gõ 1 cho Scale Factor.

Xem kết quả chuyển vị:

1. Trải rộng thư mục Displacement và

Plot1.

2. Right-click biểu đồ Plot1 để chọn in cho Units.

Lưu ý: khoảng cách giữa các điểm liên kết không thay đổi, tức là những chỗ được "căng dây" ở hai góc không bị võng dưới tác động của ngoại lực.

Chúc mừng bạn đã hoàn thành bài học này!

DCL · 12/11/2008

Các phương pháp adaptive

Bạn dùng các phương pháp adaptive để tính ứng suất trong một tấm vuông 20x20 (inch) có một lỗ bán kính 1 inch ở tâm. Tấm này dày 1 inch và phải chịu một lực kéo 1000 psi như hình minh họa.

Do tính đối xứng, bạn sẽ mô phỏng một phần tư tấm vuông.

Trong bài này, bạn sẽ học cách:

Dùng phương pháp p-adaptive
Dùng phương pháp h-adaptive
Xem các biểu đồ hội tụ

Tạo nghiên cứu tĩnh:

1. Mở thư mục cài đặt SW\Examples\ Pl

-hole.SLDPRT.

2. Click nhãn COSMOSWorks Manager.

3. Tạo một nghiên cứu tĩnh tên là p-method với lưới solid.

(Phương pháp p-adaptive chỉ dùng cho lưới solid.)

Thiết lập các tùy chọn p-Adaptive và gán vật liệu

Thiết lập các thuộc tính của nghiên cứu tĩnh này:

1. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click p-method, chọn Properties.

2. Trong hộp thoại, trên nhãn Options, chọn FFEPlus dưới Solver.

3. Trên nhãn Adaptive, dưới Adaptive method, chọn p-adaptive.

4. Dưới p-Adaptive options, làm như sau:

a. Chọn Total Strain Energy trong Stop when.

b. Gõ 0.02 cho change is.

c. Gõ 1 cho Update elements with relative Strain Energy error of.

5. Click OK.

Gán các thuộc tính vật liệu:

Gán Alloy Steel từ thư viện vật liệu COSMOS.

Khống chế bề mặt Face 1:

1. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và chọn Restraints. Hộp thoại Restraint xuất hiện.

2. Đặt Type là Use reference geometry.

3. Click vào hộp Faces, Edges, Vertices for Restraint rồi click bề mặt Face 1 như minh họa:

4. Nếu cần, click vào hộp Face, Edge, Plane, Axis for Direction rồi Plane 1 từ cây FeatureManager. Khống chế cạnh này theo phương Z.

5. Dưới Translations, click nút Along plane Dir 2 và chắc chắn rằng giá trị 0 xuất hiện trong hộp này. Không kích hoạt hai hộp khác còn lại.

6. Click OK.

Tương tự, bạn khống chế cho Face 2 với tham chiếu Plane 1. Lần này, đặt chuyển dịch Along plane Dir 1 bằng không. Chắc chắn rằng những hộp dịch chuyển khác không bị kích hoạt.

Tiếp theo, bạn khống chế cạnh trên của tấm để không cho chuyển động theo hướng trục tọa độ Z.

Khống chế cạnh trên:

1. Trên cây COSMOSWorks Manager , right-click Load/Restraint và chọn Restraints.

2. Đặt Type là Use reference geometry.

3. Click vào hộp Faces, Edges, Vertices for Restraint, rồi click cạnh trên của tấm như hình minh họa trên.

4. Click vào hộp Face, Edge, Plane, Axis for Direction, rồi chọn Plane1 từ cây FeatureManager.

5. Dưới Translations, click Normal to plane và chắc chắn rằng giá trị 0 xuất hiện trong hộp này.

6. Click OK.

Đặt áp suất: Bạn sẽ đặt áp suất 1000 psi theo hướng trục tọa độ X.

1. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và chọn Pressure. Bảng Pressure xuất hiện.

2. Dưới Pressure Type, click Use reference. Đảm bảo Along plane dir 1 được chọn.

3. Trong vùng đồ họa, click bề mặt như hình dưới.

4. Click vào hộp Face, Edge, Plane, Axis for Direction, rồi click Plane1 trong cây FeatureManager.

5. Dưới Pressure Value, đặt Units là English (IPS) rồi gỗ 1000 vào hộp giá trị Pressure Value.

6. Click OK.

Tạo lưới cho mô hình và chạy phân tích:

1. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Mesh và click Create. Bảng Mesh xuất hiện.

2. Trong hộp Global Size, gõ 1.5 (inches). Giá trị lớn của Global Size để thể hiện sức mạnh của phương pháp p-adaptive.

3. Chọn Run analysis after meshing.

4. Click Options. Bảng Options xuất hiện với nhãn Mesh được kích hoạt.

5. Làm như sau:

a. Chọn High, Standard, At Nodes và Smooth surface.

b. Hủy Automatic transition và Enable automatic looping for solids.

c. Click OK.

Luôn đặt Jacobian Check là At Nodes khi dùng phương pháp p-adaptive.

6. Click OK.

Xem ứng suất pháp theo hướng trục tọa độ X

1. Trên cây COSMOSWorks Manager, click dấu cộng (+) cạnh thư mục Stress. Plot1 xuất hiện.

2. Right-click Plot1 và chọn Show. Biểu đồ ứng suất mặc định von Mises stress hiển thị.

3. Right-click Plot1 lần nữa và chọn Edit Definition. Bảng Stress Plot xuất hiện.

4. Trong hộp Display, làm như sau:

a. Đặt Component là SX: X Normal stress.

b. Đặt Units là psi.

5. Nếu cần, kiểm Deformed shape, click Defined và gõ 1 vào Scale Factor.

6. Trong hộp Property, kiểm Associate plot with name view orientation rồi chọn *Front từ trình đơn thả xuống.

7. Click OK .

Ứng suất pháp theo phương trục X hiển thị trên hình dạng biến dạng hiện thời của tấm:

Xem các biểu đồ hội tụ

Tạo các biểu đồ hội tụ:

1. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Graph1 trong thư mục Convergence Graph và chọn Edit Definition.

2. Trong bảng thuộc tính, kiểm tất cả các hộp rồi click OK. Biểu đồ hội tụ của tất cả các mục được chọn sẽ hiển thị.

3. Đóng biểu đồ này lại.

Kiểm tra các kết quả

Bảng dưới so sanh các kết quả giải tích cho ứng suất pháp lớn nhất theo trục X (SX) với các kết quả dùng và không dùng phương pháp p-method.

(Còn tiếp)

DCL · 12/11/2008

(Tiếp theo)

Dùng phương pháp h-Adaptive

Bạn sẽ giải cùng bài này với phương pháp h-adaptive.

Tạo và định gnhĩa một nghiên cứu h-adaptive:

1. Trên cây COSMOSWorks Manager, kéo biểu tượng p-adaptive lên đỉnh cây. Hộp thoại Define Study Name xuất hiện.

2. Gõ h-method cho Study Name và click OK.

3. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click h-method và chọn Properties.

4. Trong hộp thoại, trên nhãn Options, click FFEPlus dưới Solver.

5. Trên nhãn Adaptive, dưới Adaptive method, chọn h-adaptive.

6. Dưới h-Adaptive options:

a. Di chuyển thanh trượt độ chính xác Target accuracy đến 99%.

b. Đặt Maximum no. of loops bằng 5.

c. Chọn Mesh coarsening.

7. Click OK.

Tạo lưới mô hình cho h-Adaptive và chạy nghiên cứu

Bạn có thể bắt đầu với kiểu lưới bất kỳ. Trong bài này, bạn tạo lưới với cỡ phần tử lớn để thấy phương pháp h-method đã cải thiện độ chính xác như thế nào.

Tạo lưới cho mô hình:

1. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Mesh và click Create. Bảng Mesh xuất hiện.

2. Trong hộp Global Size , gõ 10.0 (inches). Giá trị lớn này của Global Size được dùng để chứng minh phương pháp h-adaptive đã cải tiến lưới như thế nào.

3. Click OK.

Khi lưới được tạo xong, right-click biểu tượng Mesh và chọn Show Mesh.

Chạy phân tích:

Right-click biểu tượng của nghiên cứu này và chọn Run.

Xem các kết quả của phương pháp h-Adaptive

Xem phương pháp h-adaptive đã chuyển đổi lưới như thế nào:

Right-click biểu tượng Mesh và chọn Show Mesh.

Xem ứng suất pháp theo trục X:

1. Trên cây COSMOSWorks Manager, click dấu cộng (+) bên cạnh thư mục Stress. Biểu đồ Plot1 xuất hiện.

2.

Plot1.

Biểu đồ hội tụ:

1. Trên cây COSMOSWorks Manager, click dấu cộng (+) cạnh thư mục Convergence Graph. Biểu đồ Graph1 xuất hiện.

2.

Graph1.

Kiểm tra các kết quả

Sai số hơi lớn là do đã bắt đầu bằng một lưới quá thô.

Chúc mừng bạn đã hoàn thành bài học này!

DCL · 14/11/2008

Remote Forces (Tải từ xa)

Các tải từ xa là những tải được đặt tại các vị trí bên ngoài mô hình. Các chức năng này sẽ được minh họa bằng cách giải một bài toán dầm chịu lực bằng hai phương pháp. Phương pháp thứ nhất là giải bài toán trong một tổ hợp lắp ráp thông thường. Trong phương pháp thứ hai, chi tiết chịu lực không xuất hiện và lực tác động tới phần còn lại như là một lực từ xa.

Phương pháp 1:

sử dụng mô hình đầy đủ gồm hai dầm nối tiếp nhau (xanh và vàng).

1. Mở thư mục cài SW\ Examples\ RemoteLoad.SLDASM. Bạn cũng có thể xây dựng mô hình tương tự.

2. Click nhãn COSMOSWorks Manager.

3. Tạo một nghiên cứu tĩnh với lưới solid.

4. Gán vật liệu Alloy Steel từ thư viện vật liệu COSMOS cho cả hai thanh dầm.

Thiết lập các ràng buộc và tải

Ràng buộc Fixed vào mặt mút của Back_Cantilever như minh họa dưới:

Đặt một lực 1000 lb vào mút còn lại của mô hình như sau:

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và chọn Force. Bảng thuộc tính Force xuất hiện.

2. Dưới Type chọn Apply force/moment.

3. Click vào hộp Faces, Edges, Vertices for Force rồi click mặt mút của Front_Cantilever.

4. Click vào hộp Face, Edge, Plane, Axis for Direction rồi chọn mặt Front từ cây FeatureManager (bay ra).

5. Đặt Units là English (IPS).

6. Dưới Force, click Along plane Dir 2, gõ 1000 và chọn Reverse direction.

7. Hủy Normal to plane nếu cần.

8. Click OK.

Tạo lưới và chạy nghiên cứu

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Mesh và click Create. Bảng thuộc tính Mesh xuất hiện.

2. Click Options. Hộp thoại Options xuất hiện với nhãn Mesh được kích hoạt.

3. Làm như sau:

a. Chọn: High, Standard, 4 Points và Smooth surface.

b. Hủy: Automatic transition và Enable automatic looping for solids.

c. Click OK.

4. Kiểm Run analysis after meshing.

5. Click OK để xác nhận các giá trị mặc định của Global Size và Tolerance.

Xem ứng suất pháp

Bạn tạo biểu đồ ứng suất pháp theo trục Z (SZ).

Tạo biểu đồ SZ:

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, click dấu cộng (+) cạnh thư mục Stress. Biểu đồ Plot1 xuất hiện.

2. Right-click Plot1 và chọn Show. Biểu đồ von Mises stress hiển thị.

3. Right-click Plot1 lần nữa và chọn Edit Definition. Bảng thuộc tính Stress Plot xuất hiện.

4. Trong hộp Display, làm như sau:

a. Đặt Component là SZ: Normal stress (Z-dir.).

b. Đặt Units là psi.

5. Hủy kiểm Deformed Shape. Việc không dùng tùy chọn này sẽ hiển thị biểu đồ sứng suất trên mô hình không biến dạng.

6. Click OK.

7. Đặt lại tên cho biểu đồ này là SZ. Nó sẽ được biểu diễn trên mô hình không bị biến dạng.

Liệt kê ứng suất pháp tại mặt tiếp giáp hai dầm

Bạn sẽ liệt kê SZ tại cạnh trên của mặt tiếp giáp 2 dầm.

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click SZ và chọn List Selected. Hộp liệt kê List Selected xuất hiện.

2. Trong vùng đồ họa, click cạnh trên của mặt tiếp giáp 2 dầm như minh họa:

3. Trong hộp List Selected, click Update. Ứng suất pháp trung bình được liệt kê là 59,996 psi:

Ứng suất dương là kéo căng.

4. Trong vùng đồ họa, click cạnh dưới của mặt tiếp giáp và click Update. Giá trị trung bình của ứng suất pháp được liệt kê là -60,006 psi.

Giá trị âm là bị nén

5. Click Close.

Xem chuyển vị theo phương thẳng đứng

Bạn tạo biểu đồ chuyển vị phương thẳng đứng theo trục Y (UY).

1. Trong cây COSMOSWorks, click dấu cộng (+) cạnh thư mục Displacement. Plot1 xuất hiện.

2. Right-click Plot1 và chọn Show. Kết quả chuyển vị hiển thị.

3. Right-click Plot1 lần nữa và click Edit Definition. Bảng thuộc tính Displacement Plot xuất hiện.

4. Trong hộp Display, làm như sau:

a. Đặt Component là UY: Displacement (Y-dir.).

b. Đặt Units là in.

5. Hủy Deformed Shape.

6. Click OK.

7. Đặt lại tên biểu đồ này là UY.

Chuyển vị theo phương Y được biểu diễn trên mô hình không biến dạng:

Liệt kê chuyển vị thẳng đứng tại mặt tiếp giáp

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click UY trong thư mục Displacement và chọn List Selected. Hộp liệt kê List Selected xuất hiện.

2. Click Show/Hide Mesh hai lần để thấy mô hình không có lưới.

3. Trong vùng đồ họa, chọn bề mặt Back Cantilever như minh họa. Hãy dùng Select Other nếu cần, mặt này sẽ phát sáng như minh họa:

4. Trong hộp List Selected, click Update.

Chuyển vị trung bình (UY) được liệt kê là -0.32747 inch.

Đóng hộp List Selected này lại.

6. Lưu tài liệu.

(Còn tiếp)

DCL · 14/11/2008

(Tiếp theo)

Phương pháp 2: Dùng lực từ xa

Bạn sẽ loại bỏ Front_Cantilever và đặt lực từ xa. Bạn chỉ cần khảo sát Back_Cantilever.

1. Click nhãn FeatureManager để quay về cửa sổ SW.

2. Trong cây FeatureManager, right-click Back_Cantilever và chọn Open Part.

3. Click nhãn COSMOSWorks Manager.

4. Tạo một nghiên cứu tĩnh với lưới solid cho riêng chi tiết này.

5. Gán Alloy Steel từ thư viện vật liệu COSMOS cho chi tiết này.

6. Đặt ràng buộc Fixed cho mặt mút phía sau của Back_Cantilever.

Đặt lực từ xa

Bạn sẽ đặt một lực 1000 lb tại một vị trí như minh họa dưới.

1. Click Remote Load trên thanh công cụ COSMOSWorks Loads. Bảng thuộc tính Remote Loads xuất hiện.

2. Dưới Type, click Load (Direct transfer).

3. Trong vùng đồ họa, click mặt mút còn lại của chi tiết như minh họa dưới. Face<1> xuất hiện trong hộp Faces for Remote Load.

4. Dưới Remote Location, đặt Units là in và gõ 0.5, 0.5, và -20 vào X-, Y-, và Z-location tương ứng. X, Y, và Z xác định vị trí hiện tại của lực theo hệ tọa độ chung.

5. Dưới Force, làm như sau:

a. Đặt Units là lb.

b. Click Y-Direction, nhập 1000 vào hộp giá trị và chọn Reverse Direction.

6. Click OK.

Tạo lưới chi mô hình và chạy nghiên cứu

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click biểu tượng Mesh và chọn Create. Bảng thuộc tính Mesh xuất hiện.

2. Dùng một Global Size là 0.27151 và Tolerance là 0.013575 inch. Dùng cùng một cỡ lưới như phương pháp 1 để bạn dễ so sánh các kết quả của hai phương pháp.

3. Chạy nghiên cứu.

4. Click No nếu được hỏi có chạy phân tích với tùy chọn chuyển vị lớn không.

Xem và Liệt kê ứng suất pháp

• Tạo một biểu đồ ứng suất pháp theo hướng Z (SZ).

• Liệt kê SZ tại cạnh trên của mặt mút tự do.

Xem và liệt kê chuyển vị theo phương thẳng đứng

• Biểu đồ chuyển vị theo phương thẳng đứng theo phương Y (UY):

• Liệt kê UY tại mặt mút tự do của dầm:

Liệt kê các lực trên mặt tiếp xúc giữa hai dầm

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click thư mục Displacement và chọn Remote Load Interface Force. Hộp liệt kê List Remote Load Interface Force mở ra.

2. Trong vùng đồ họa, click mặt mút tự do của dầm như minh họa:

3. Click Update.

Hộp thoại liệt kê tất cả các điểm kết hợp với mặt được chọn và các thành phần của X, Y và Z của lực tại mỗi điểm. Hộp thoại này cũng liệt kê lực tổng theo các hướng X, Y và Z tác động lên toàn bộ bề mặt.

4. Click Close.

So sánh các kết quả phân tích của 2 phương pháp

Bảng này cho thấy các kết quả của cả hai phương pháp đều phù hợp với giải tích chính xác.

Chúc mừng bạn đã hoàn thành bài học này!

TYA · 15/11/2008

Cho tôi góp ý : BÀI VIẾT QUÁ KHỦNG !
Tôi chỉ xem loáng thoáng vài trang, level tác giả cao thâm đây.
Tuy nhiên chỉ giáo công phu thế này các đệ lăn ra chết mất. Chỉ những người từng trải level1 mới tiếp thu được

Kinh nghiệm học các p/m là cài Full, mở file mẫu mà maker đã tạo sẵn.
Tìm hiểu những file đó cực nhanh tiếp thu - chỉ cần 5 ngày....nhưng cần mức tiếng Anh kha khá.

Nếu mua sách VN dịch và đọc thì xin chịu ! Qua dịch thuật hay sai sót

=======================
5 ngày là có thể tính chuyển vị sống trượt máy tiện với kích thước phôi và chế đọ cắt nhất định, heavy cut chẳng hạn

DCL · 15/11/2008

Cám ơn sự góp ý của TYA và không dám nhận những đánh giá quá cao của bạn về tác giả (là tôi - DCL).

Thực sự đây cũng chính là điều tôi băn khoăn nhất, khi ôm một trách nhiệm quá lớn là hướng dẫn sử dụng một phần mềm thuộc hàng gai góc nhưng quyền năng bậc nhất như thế này. Tôi chỉ sợ các bạn trẻ bây giờ do quá bận rộn với nhiều mối quan tâm khác mà sao nhãng chuyên môn của mình một cách đáng tiếc (với bao năm đèn sách gian khổ của bản thân, với bao cay đắng nhọc nhằn của người thân và với bao hy vọng của cộng đồng). Vậy nên với chút kiến thức và nhiều tâm huyết, tôi muốn thông qua những bài viết của mình để các bạn trẻ:

1. Đỡ ngại khi tiếp xúc với chuyên môn qua những tài liệu dịch sẵn và đầy đủ minh họa, lại sẵn sàng có người trợ giúp mỗi lúc khó khăn.

2. Rèn luyện tác phong chu đáo, kỹ lưỡng, trách nhiệm và hào hiệp trong công việc cũng như trong cuộc sống.

Rất mong các bạn góp ý về cách trình bày cũng như nội dung các bài viết này để nó thực sự có ích cho những ai quan tâm. Có thành viên muốn tập hợp các bài này để biên soạn thành bộ sách dùng chung trong Diễn đàn, rất mong các bạn ủng hộ bằng cách:

1. Đóng góp những ý kiến xây dựng và tham gia biên tập lại nội dung và hình thức.

2. Nêu lên các câu hỏi trong quá trình áp dụng và tham gia trả lời những vấn đề đó.

Một lần nữa, cám ơn các bạn đã quan tâm và cổ vũ.

Hướng dẫn sử dụng COSMOSWorks

<b>Hội đồng Cố vấn</b>

<b>Hội đồng Cố vấn</b>

<b>Hội đồng Cố vấn</b>

<b>Hội đồng Cố vấn</b>

<b>Hội đồng Cố vấn</b>

<b>Hội đồng Cố vấn</b>

<b>Hội đồng Cố vấn</b>

<b>Hội đồng Cố vấn</b>

<b>Hội đồng Cố vấn</b>

Member

<b>Hội đồng Cố vấn</b>

<b>Hội đồng Cố vấn</b>

<b>Hội đồng Cố vấn</b>

<b>Hội đồng Cố vấn</b>

<b>Hội đồng Cố vấn</b>

<b>Hội đồng Cố vấn</b>

<b>Hội đồng Cố vấn</b>

<b>Hội đồng Cố vấn</b>

Well-Known Member

<b>Hội đồng Cố vấn</b>