Ðề: Simulation - Cơ sở Lý thuyết của Mes Solidworks Group.
Bài tập 7 Phân tích một Pu-li dưới tác dụng của lực gối đỡ (Bearing Force)
Các bạn xem lại lý thuyết về lực gối đỡ trong sách Cosmos của thầy Lăng trang 65-66
Lực gối đỡ phát triển trong các vùng tiếp xúc để chuyển lực từ phần này đến phần khác. Mặc dù bạn có thể giải quyết các vấn đề lực gối đỡ theo cách như các vấn đề tiếp xúc đã được trình bày trong bài tập Contact Analysis of an Eyebar Assembly, bạn vẫn có thể tiết kiệm thời gian và công sức hơn nếu áp đặt chúng (lực gối đỡ) một cách trực tiếp.
Trong bài tập này, bạn sẽ học những điều sau:
_Áp đặt tải gối đỡ một cách tự động
_Áp đặt tải gối đỡ theo cách thủ công sử dụng lực phân bố không đều
_Liệt kê các phản lực
I.Mở chi tiết thực hành
Để mở file
Pulley_Bearing.sldprt, bạn truy nhập theo đường dẫn sau:
C:\Program Files\SolidWorks Corp\SolidWorks\Simulation\Examples\
Pulley_Bearing.sldprt
Một nghiên cứu Partial đã được chuẩn bị sẵn bao gồm:
_Một nghiên cứu tĩnh học
_Phép giải được thiết lập là
FFEPlus
_Tùy chọn
Use soft spring to stabilize model được thực hiện.
_Vật liệu được chọn là Alloy steel
_Một ràng buột
Use Reference Geometry tại các cạnh trên và dưới của mô hình. Cạnh dưới có vị trí như hình biểu diễn:
II.Áp đặt lực gối đỡ
1.Click chuột phải vào folder
External Loads
của nghiên cứu
Partial-BearingLoad và chọn
Bearing Load
.
2.Trong PropertyManager, click vào
Cylindrical Faces or Shell Circular Edges for Bearing Load
, sau đó chọn mặt dưới của tâm lỗ như hình vẽ
3.Click vào
Select a Coordinate System
, sau đó, chọn
Coordinate System1 trong cây thư mục FeatureManager design.
4.Dưới
Bearing Load:
a.Chọn
English (IPS) trong
Unit
b.Click
Y-Direction
và gõ
700.
5.Chọn
Sinusodial distribution. (phân bố lực theo hình sin)
6.Click
.
III.Chia lưới cho mô hình và chạy nghiên cứu
Để chia lưới cho mô hình và chạy nghiên cứu, bạn làm như sau:
1.Trong cây thư mục Simulation study, click chuột phải vào
Mesh
và chọn
Create Mesh
.
2.Trong PropertyManager, thiết lập như trong bài tập 1.
3.Dưới
Options, chọn
Run (solve) the analysis.
4.Click
để chấp nhận các giá trị
Lưới được tạo và quá trình phân tích được thực hiện.
IV.Liệt kê các phản lực
Các phản lực sẽ phát triển tại các vị trí chịu liên kết
Để liệt kê các phản lực so với Coordinate System 1, ta làm như sau:
1.Click chuột phải vào folder
Results
và chọn
List Result Force
.
2.Trong PropertyManager, dưới
Selection:
a.Chọn
Coordinate System1 từ cây thư mục FeatureManager design cho
Plane, Axis or Coordinate System
b.Chọn
English (IPS) trong
Unit
.
c.Chọn cạnh như hình vẽ cho
Faces, Edges, or Vertices
.
d.Click
Update
Dưới
Reaction Force, lưu ý rằng kết quả phản lực là 700.17 lb trên toàn bộ mô hình, kết quả này xấp xỉ bằng và ngược chiều với lực được áp đặt để vật được cân bằng.
3.Click
.
Mô phỏng lực gối đỡ bằng các lực không đồng nhất
Bạn cũng có thể mô phỏng một lực gối đỡ bằng cách đặt các lực với sự phân bố đồng nhất.
Sơ đồ sau đây biểu diễn sự phân bố của lực trên mặt tại tâm lỗ
F(phi) = Fo * sin(phi) = (Fo) * (y/a) = 1.333 * Fo * y, trong đó, f(phi) là cường độ của lực, a là bán kính lỗ, và Fo là hệ số tỉ lệ được tính toán tự động bởi chương trình sao cho tổng tất các các lực tác dụng lên các điểm theo phương thẳng đứng bằng với giá trị của hợp lực F. Cường độ của lực được giả định là như nhau theo phương z.
IV.Áp dụng lực không đồng nhất
Trong phần này, chúng ta sẽ chuyển sang nghiên cứu
Partical-NonuniformForce
1.Click chuột phải vào
External Loads
và chọn
Force
.
2.Trong PropertyManager, trên thẻ
Type, dưới
Force/Torque
a.Click
Force và chọn
Normal
Tải gối đở tác dụng theo hướng bán kính
b.Click vào hộp
Faces, and Shell Edges for Normal Force
, sau đó, lick vào mặt dưới của tâm lỗ.
3.Dưới
Unit
, chọn
English (IPS)
4.Trong
Force Value
, gõ
891.268 và xóa
Reverse direction để lực hướng ra ngoài bán kính.
Giá trị 891.268 từ đâu mà có?
Ở đây, bạn muốn áp dụng tải gối đỡ là 700lb theo phương thẳng đứng (Y) như trong nghiên cứu Ready-BearingLoad
Ta có, f(phi) = Fo * sin(phi). Các thành phần lực của f(phi) theo 2 phương x và y là: f(phi)y = Fo * sin(phi)^2, và f(phi)x = Fo * sin(phi) * cos(phi).
Lấy tích phân thành phần lực f(phi) theo phương y để tìm lực cân bằng theo phương đó
Mà F = 700 lb, nên
Giải phương trình trên, ta được Fo = 445.634 lb
Bây giờ, tổng giá trị các lực (khác với hợp lực) áp dụng theo phương bán kính (vuông góc với mặt) được tính như sau:
Do đó, bạn sẽ áp dụng tổng giá trị các lực có giá trị là 891.268 lb trong Force/Torque PropertyManager. Hệ số tỉ lệ mà bạn có để nhân với lực gối đỡ cho phân bố hình sin là 891.268/700 = 1.273
5.Chọn
Nonuniform Distribution và làm như sau:
a.Click vào
Seclect a Coordinate System
, sau đó chọn
Coordinate System1 trong cây thư mục FeatureManager design.
b.Dưới
Equation coefficients, gõ
1.3333 cho
Y, và gõ 0 cho các hệ số còn lại.
6.Click
.
V. Chạy nghiên cứu và liệt kê các phản lực
1.Copy lưới từ nghiên cứu đầu tiên đến nghiên cứu hiện tại, sau đó chạy phân tích tĩnh học.
2.Liệt kê các phản lực như trong phần đầu tiên của bài tập này.
Lưu ý rằng, các kết quả phản lực tương tự với khảo sát sử dụng tính năng tải gối đỡ (Bearing Load) ở phần trước.