应力分析概述

在应力分析过程中,您将定义材料和边界条件(包括载荷和约束)、指定接触条件,还可以选择指定网格配置。输入这些标准之后,即可相对于所定义的条件来运行仿真和查看行为。

通过 Inventor 应力分析,您可以使用突破性的 h/p 自适应技术来快速执行各种仿真。您可以在模型上执行驱动尺寸研究,以分析几何变量对设计的影响。仿真有助于您识别性能问题,并找到更好的设计备选方案。

应力分析的主要功能

应力分析环境

“应力分析”界面分为三个主要区域:仿真浏览器、图形区域和设计约束表。这些区域显示了与激活仿真相关联的内容。非激活仿真的背景为灰色

仿真浏览器

显示仿真,装配层次视图中包含零件(或部件)与仿真参数,并嵌套有各级别的特征和属性信息。您可以:

  • 复制完整仿真或在仿真之间复制仿真对象。
  • 在某节点上单击鼠标右键,以显示关联菜单选项。
  • 展开文件夹,选择节点,将看到图形区域中的选择会交叉亮显。

图形区域

显示模型几何图元和仿真结果。

  • 更新以显示仿真的当前状态。
  • 包含视图操纵工具

设计约束表

此表具有两种模式来显示设计约束标准(包括值和限制)和参数范围。在模型显示模式中,列出了设计约束。执行仿真后,指定范围内外的区域由不同的颜色标明。您可以调整表中的值,从而更改显示的结果。

  • 在模型显示时,显示参数值和设计约束。
  • 在模型视图和结果视图中均可获得优化的值。

界面中的其他常见部分包括:

  • 无模式对话框,便于选择几何图元。
  • 选择过滤器。
  • 模型的三维动画预览置换。

应力分析工作流程

从高层次的视角看,典型的应力分析工作流与下面类似:

  1. 设定期望值:使用概念模型评估物理行为。
  2. 预处理:将物理学引入数字模型,并定义要执行的分析。
  3. 求解:求解数学模型。
  4. 后处理:显示和评估结果。
  5. 复查期望值:比较结果和初始期望值。
  6. 结论(改进输入):结果与期望值匹配吗?
  7. 如果答案为“否”,请复查并修改输入以改进结果。修改可包括(但不仅限于):减少几何复杂性、删除可疑几何图元、更改载荷或约束,更改分析类型等。您可以探索多种方法来优化分析结果,以使其符合期望值。重点在于优化是一个极为反复的过程。
  8. 如果答案为“是”,则分析工作可告以结束。可能的结果是您的设计得以优化和改进。

Inventor 应力分析处理此过程的预处理阶段、求解阶段、后处理阶段、复查阶段和改进输入阶段。

Inventor 应力分析工作流

若要开始应力分析过程,首先请为零件选择一种适当的材料。材料必须符合分析要求,例如杨氏模量、密度和屈服强度必须为非零正值。泊松比的值要在 0.0 到 0.5 之间。Inventor 中提供了大量材料。您可以使用材料编辑器定义其他材料。

以下是使用 Inventor 应力分析来分析零部件的典型工作流示例。这些步骤并不全面,并不代表在分析中仅能使用这些步骤。

  1. 预处理:

    打开零部件、零件或部件。
  2. 进入应力分析环境。
  3. 单击“创建仿真”。
  4. 指定仿真特性。
  5. 排除不想包含在仿真中的零部件。
  6. 为参与分析的所有零件指定材料。
  7. 指定和应用约束。对模态分析来说,不必执行这一步骤。
  8. 指定载荷的位置和大小。对模态分析来说,不必执行这一步骤。
  9. 评估接触,并按需指定。
  10. 可选:指定适当的网格粗略度或精细度。
  11. 可选:预览网格以确保网格符合您的设计。
  12. 求解

    运行仿真。
  13. 处理后:

    查看结果。
  14. 做出必要的更改以优化零件或部件。更改可包括添加特征或抑制可疑特征。
  15. 重新运行仿真以更新结果。
  16. 使用结果收敛和解析可以确保结果尽可能精确。对于多时间点支持和预加应力的模态结果,将禁用结果收敛。
  17. 重复该过程,直至零部件优化。
  18. 准备好后,基于结果创建报告。
注: 对零件执行在位编辑时,无法进入应力分析环境。一个例外情况是,您可以在部件环境中创建运动载荷仿真(静态分析)。您可以分析单个零件的运动载荷。

应力分析设置

应力分析设置在每个文档上均适用。这些设置定义了所有新仿真的默认值。如果在处理分析的过程中更改了设置,则分析不会受到影响。只会影响到更改设置之后创建的仿真。

应力分析向导

使用“分析向导”可以帮助准备模型和说明分析结果。该向导可为浏览适当的分析工作流提供互动式帮助。该向导介绍了其他学习资源材料(例如帮助、教程和 Skill Builder)的好处,具有以下属性:

  • 初始显示的内容是与上下文有关的内容。例如,如果您在为模型应用载荷时访问该向导,则该向导将打开以显示与载荷定义相关的内容。
  • 内容以决策树的形式显示,从而反映了正确的分析工作流。该向导会询问您要做什么,然后您需要单击相应的链接来回应。
  • 包含可展开的内容小节、指向该向导内页面的链接以及您单击后可以启动命令的文本。
  • 向导窗口可浏览和固定。

对话框警告消息

“分析”、“网格”、“接触”和“生成配置”对话框中都可以显示状态消息。这些对话框中可以显示图标,来指示关联的消息是通知、警告还是错误。

与消息关联的“通知”、“警告” 和“错误” 图标可以指示是否可在不加修改的情况下继续该过程。例如,如果您在包含未指定的材料的模型上运行静态应力分析,则“分析”对话框中会显示以下消息:

[分析: XXX] 无法运行。未正确定义某些材料。

此错误消息表示如果不加修改,分析不能继续进行。在这种情况下,必须为所有零件指定材料。