腳凳工作狀態靜強度分析
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軟件版本:PROE4.0+ANSYS WB11.0SP1
背景:模擬人單腳站立第一板與雙腳站立第二板時兩種工況下靜強度校核
好久不使用了,正好最近接手一個模型,拿出來跟大家討論一下,由于涉及商業利益,模型我不方便上傳。
首先說下幾何模型,分析時拿到的模型往往是CAD軟件劃的,有可能還是另外的格式。以PROE為例子,本身的接口導進WB的成功率一般比較高,存為IGES等格式導入時經常會出現破面的情況,導致實體無法導入。注意選擇時,一般只導入SOLID BODY,針對你要分析的對象。如果是面體的話就只導入SURF,混合的話就都勾上。如果本身的格式不行,也可以嘗試其他格式比如STP等等。
模型導入后如下圖(先在DM中切過面,模擬腳踩的面,以便施加作用力。為劃分網格簡化了增加摩擦力的板面陣列)
模型處理:如上所說,省略分析時作用不大但卻對網格劃分造成困難的特征,切出加載面。模型由兩個支架梯以及一塊平板和四個角板組成。角板處采用BONDED接觸,其他鉸接部分選擇可以切向移動的NO SEPRATION(凳子閑置時是可以合并的)
網格沒有特別考慮,稍微加了一些控制
約束與載荷:
加了地面法向0位移約束,打開弱彈簧控制彌補其他方向缺少約束造成的模型不穩定導致求解失敗。(當然也可以將其他方向定死,考慮地面的摩擦作用)弱彈簧處力可以查看,僅為2.27E-004N,造成的影響可以忽略)
載荷分兩種情況,單腳踏第一板與雙腳踏第二板,大小當然經過安全系數的控制,方向與地面法向相反。如果拿到的模型初始全局坐標不與地面平行,可建立局部坐標加載,完成后如下圖:
結果分析:(材料屈服強度35~40MPa,材料PP,即聚丙烯)等效應力對比:
左邊為雙腳踏上板,右邊單腳踏下板。分析結果表明兩種情況均未能超過材料屈服應力。如果需要修改,可將最后一張放大圖MAX處的地方導圓角或者圓角加大。圓角半徑的大小當然可以通過DX進行優化選擇,由于分析要求里沒這個,我也就懶的做。想學習優化的同學可以查看本版其他例子。
等效應變趨勢基本與等效應力相同。如下圖。
最大變形的話,動畫比較能說明問題,附件中為兩個情況的變形量,放大了觀察比例。相當于針對初始情況移動了多少。由與只考慮了地面法向的約束作用,平移沒有限制所以移動量會比較大,跟實際情況不太符合。
以單腳踩下板為例,動畫中顯示變形量為15mm,加的力相當于一個136kg的人踩上去的程度,而設定的鞋底面寬為80mm。變形個1.5cm我認為對于一個如此胖,腳卻如此精致的人來說是完全可以接受的
背景:模擬人單腳站立第一板與雙腳站立第二板時兩種工況下靜強度校核
好久不使用了,正好最近接手一個模型,拿出來跟大家討論一下,由于涉及商業利益,模型我不方便上傳。
首先說下幾何模型,分析時拿到的模型往往是CAD軟件劃的,有可能還是另外的格式。以PROE為例子,本身的接口導進WB的成功率一般比較高,存為IGES等格式導入時經常會出現破面的情況,導致實體無法導入。注意選擇時,一般只導入SOLID BODY,針對你要分析的對象。如果是面體的話就只導入SURF,混合的話就都勾上。如果本身的格式不行,也可以嘗試其他格式比如STP等等。
模型導入后如下圖(先在DM中切過面,模擬腳踩的面,以便施加作用力。為劃分網格簡化了增加摩擦力的板面陣列)
模型處理:如上所說,省略分析時作用不大但卻對網格劃分造成困難的特征,切出加載面。模型由兩個支架梯以及一塊平板和四個角板組成。角板處采用BONDED接觸,其他鉸接部分選擇可以切向移動的NO SEPRATION(凳子閑置時是可以合并的)
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加了地面法向0位移約束,打開弱彈簧控制彌補其他方向缺少約束造成的模型不穩定導致求解失敗。(當然也可以將其他方向定死,考慮地面的摩擦作用)弱彈簧處力可以查看,僅為2.27E-004N,造成的影響可以忽略)
載荷分兩種情況,單腳踏第一板與雙腳踏第二板,大小當然經過安全系數的控制,方向與地面法向相反。如果拿到的模型初始全局坐標不與地面平行,可建立局部坐標加載,完成后如下圖:
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等效應變趨勢基本與等效應力相同。如下圖。
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以單腳踩下板為例,動畫中顯示變形量為15mm,加的力相當于一個136kg的人踩上去的程度,而設定的鞋底面寬為80mm。變形個1.5cm我認為對于一個如此胖,腳卻如此精致的人來說是完全可以接受的
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