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操作步骤-SAMCEF有限元分析与应用实例

2023-10-27 理论教育版权反馈

【摘要】：图11-11 选择Box的边线单击OK按钮。将数据树中的Box1隐藏，如图11-12所示。图11-12 隐藏数据树中的“BOX”3.建立分析数据单击模块图标，进入分析模块。选择数据树中的Sketch，按步骤设置相同的材料特性。在出现的对话框中选择Contact作为连接方式。Support1选择Sketch上的Footface。

1.启动并创建模型

（1）启动SAMCEF，当出现求解设置对话框时，单击OK按钮，接受默认参数。

（2）确定目前所在的Modeler模块。

（3）单击工具条中的图标。

（4）在Start Sketch对话框中选择XY平面，单击OK按钮，结果如图11-7所示。

（5）在草图操作模块中单击图标。

（6）将鼠标移至坐标系圆心位置，单击鼠标左键捕捉坐标原点。

（7）将鼠标移开一段距离后，单击鼠标右键，在弹出的对话框中设置X为100，Y为100，如图11-8所示，建立正方形线框，然后单击OK按钮。

图11-7 选择平面建立草图

图11-8 建立正方形线框

（8）在草图操作模块中单击图标生成草图。

（9）单击工具条中的图标。

（10）在弹出的对话框中进行以下设置。

●选择Z轴作为圆柱的中心轴。

●Height为10mm。

●Radius为5mm。

●检查Solid按钮是否被激活。

完成设置后，单击Apply按钮。

（11）在数据树中选中生成的圆柱，选择Move选项，在弹出的对话框中设置dx=50mm，dy=50mm，单击OK按钮。

此时生成的几何模型如图11-9所示。模型在数据树中的几何标识如图11-10所示。

图11-9 几何模型

图11-10 数据树中的几何标识

2.建立接触面

可以采用Footprint的方式建立接触面，Footprint是通过将一个几何体的轮廓线投影在另一个几何体上，将被投影的几何体分成两部分。

（1）单击工具条中的图标。

（2）在出现的对话框中进行以下设置。

●X Size为20mm。

●Y Size为20mm。

●Z Size为20mm。

●X为40mm。

●Y为40mm。

●Z为1mm。

（3）单击Apply按钮后，再单击Close按钮退出。

（4）选中数据树中的Box1，选择Extract选项。

（5）单击3D显示区域中Box的中心位置，将鼠标移至Box和Sketch交接的底面，这时会出现“a+”的标志。

（6）单击鼠标中键，弹出Detected对话框，显示鼠标选择Box的边线，如图11-11所示。

图11-11 选择Box的边线

（7）单击OK按钮。

（8）选择数据树中的Sketch，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Modify→foot print命令。

（9）在出现的对话框中进行以下设置。

●选择Box的边线作为Direction。

●选择Extract的边线作为Wire。

●选择Sketch作为Face（单击鼠标中键，弹出Detected对话框，显示两个面，任选其一）。

（10）单击OK按钮。(www.chuimin.cn)

（11）将数据树中的Box1隐藏，如图11-12所示。

图11-12 隐藏数据树中的“BOX”

3.建立分析数据

（1）单击模块图标，进入分析模块。

（2）选择数据树中的Cylinder，单击工具条中的图标，将属性设置为Volume，单击Apply按钮。

（3）选择数据树中的Sketch，将属性设置为Shell，输入厚度为1mm，单击Apply按钮后，再单击Close按钮退出。

（4）选择数据树中的Cylinder，单击工具栏中的图标并设置以下参数。

●弹性模量为2.11e11N/m²。

●泊松比为0.3。

●材料的密度为7800kg/m³。

单击OK按钮，接受以上材料数据。

（5）选择数据树中的Sketch，按步骤（4）设置相同的材料特性。

（6）单击工具条中的图标，选择Sketch的4条边线定义Clamp约束，如图11-13所示，单击Apply按钮后再单击OK按钮退出。

（7）再次单击图标，选择Lock类型的约束，选择X轴作为要限制的位移方向，在Placed on文本框后的下拉列表框中选择SOLID，选择Cylinder，单击Apply按钮。

（8）采用和（7）同样的步骤约束Cylinder的Y方向。

（9）选择Cylinder并单击图标，选择Prescribed displacement作为约束的类型，给定预变形。在Displacement value文本框中输入2mm，选择Z方向作为预变形的方向，单击Reverse按钮将变形方向反向。

数据加载完成后的图像如图11-14所示。

图11-13 约束Sketch的4条边线

图11-14 数据加载完成后的图像

（10）选择Sketch后，按住<Shift>键并选择Cylinder，单击工具条中的图标。

（11）在出现的对话框中选择Contact作为连接方式。

（12）Support1选择Sketch上的Footface。

（13）Support2选择Cylinder的底面。定义完成的接触面如图11-15所示。

（14）所有分析数据加载完成后，数据树上产生的标识如图11-16所示。

图11-15 定义完成的接触面

图11-16 数据树上产生的标识

4.网格划分

（1）单击模块图标，进入网格划分模块。

（2）选择Sketch后单击工具条中的图标，在出现的对话框中输入8后，单击Apply按钮。

（3）选择数据树中的Cylinder后，输入单元份数6，单击Apply按钮后再单击Close按钮退出。

（4）选择所有模型并单击图标生成网格。

（5）单击Apply按钮后再单击Close按钮退出。

网格模型如图11-17所示。

图11-17 网格模型

5.计算

（1）单击模块图标，进入求解模块。

（2）单击图标设定求解路径后，单击图标开始计算。

6.查看结果

（1）单击模块图标，进入结果显示模块。

（2）在数据树中选择Nodal displacements。

（3）单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Criteria，在对话框中分别选择Scalar和Scalar Magnitude。

（4）单击Reference按钮，查看动画。