框架分析概述

使用框架分析,可瞭解在受到各種負載和約束時,指定框架的結構完整性在變形和應力上的情況。定義準則後,您即可執行模擬,然後檢視與您定義的條件相關的行為。模擬可協助您指出效能問題並尋找更好的設計替代方案。

樑元素為線性。框架分析不支援曲樑。因此,曲樑必須分割為小段線性樑。

每個樑元素在樑起始處和樑結束處有六個自由度 (三個為旋轉自由度,三個為位移自由度)。樑上的節點定義在結構中有一定重要性的點。例如它們可以用來定義力。在模態分析中,節點可以集中質量。

框架分析中提供了以下重要功能:

框架分析環境

框架分析介面分為兩個主要區域:「框架分析」瀏覽器和圖形面域。這些區域顯示與作用中模擬相關聯的內容。非作用時的摸擬具有灰色背景。

「框架分析」瀏覽器

在具有特徵和屬性資訊的巢狀層級的架構視圖中,顯示具有組合的模擬以及模擬參數。您可以:

  • 複製整個模擬。
  • 在節點上按一下右鍵,以存取關聯式功能表選項。
  • 展開資料夾,選取節點,然後查看圖形面域中的選取交叉亮顯。

圖形面域

顯示模型幾何圖形和模擬結果。

  • 更新以展示模擬的狀態。
  • 包括視圖操控工具。

存取框架分析

您可以使用功能區上的兩個面板來存取框架分析指令。

  • 按一下 「環境」頁籤 「開始」面板 「框架分析」
  • 按一下 「設計」頁籤 「框架」面板 「框架分析」

框架分析工作流程

從高層次角度來看,典型框架分析工作流程如下所示:

  1. 設定預期:使用概念模型預計物理行為。
  2. 前置處理:將物理行為輸入模型並定義要執行的分析。
  3. 解析:解析數學模型。
  4. 後置處理:顯示並評估結果。
  5. 審閱預期:將結果與初始預期進行比較。
  6. 結論 (改進輸入):結果是否與預期相符?
  7. 如果回答為,請審閱並修改輸入,以改進結果。修改包括 (但不限於) 抑制不需要的樑、變更負載或約束、變更分析類型等。存在多個您可以瀏覽的用來細分分析結果以使其與預期一致的方法。關鍵在於細分是一個高度反覆的程序。
  8. 如果回答為,您的分析工作隨即結束。可能產生的結果是細分並改進了您的設計。

Inventor 框架分析工作流程

啟動框架分析時,框架產生器組合模型會自動轉換為樑和節點。從來源模型讀取的資訊包括:

  • 樑剖面資料
  • 樑材料
  • 邊界條件的參考會進行驗證
  • 樑的起點和終點會在指定的公差度內接合
  • 報告會顯示不足的材料或不正確的斷面性質

下面是使用 Inventor 框架分析來分析框架結構的典型工作流程範例。這些步驟並不詳盡,並且它們不表示您在分析中僅可以使用的步驟。

在此編號的清單中,以下內容適用:

  • 步驟 1 至 9 是前置處理。
  • 步驟 10 是解析步驟。
  • 步驟 11 是後置處理步驟。
  • 步驟 12 至 15 是改進輸入的步驟。
  1. 開啟其中包含使用框架產生器工具建立之框架元件的組合。
  2. 進入框架分析環境。
  3. 按一下「建立模擬」。
  4. 指定模擬性質。樑模型會自動轉換為理想化的節點和樑以執行結構分析。圖形視窗會顯示樑、節點和重力圖像。瀏覽器中的「狀態」資料夾會顯示不足的樑材料和斷面。
  5. 排除您不想包括在模擬中的樑和邊界條件。
  6. 指定參與分析的樑的材料和物理性質。
  7. 指定並套用約束。
  8. 指定負載的位置和大小。
  9. 評估接頭並依需要指定。
  10. 執行模擬。
  11. 檢視結果。
  12. 進行必要變更以改善組合。您可進行的變更包括加入節點、負載和約束或抑制有問題的項目。
  13. 重新執行模擬,以更新結果。
  14. 重複該程序,直到您最佳化元件。
  15. 準備好後,根據結果建立報告。

框架分析設定

框架分析設定適用於以每個文件為基礎。這些設定會定義所有模擬的預設值。如果您在進行模擬時變更設定,模擬會立即受到影響。

在框架分析中指定值

在框架分析中定義負載和約束時,您可以使用抬頭顯示 (HUD) 和掣點來定義輸入。或者,您可以在適當的對話方塊中設定值。

在「框架分析設定」對話方塊的「一般」頁籤中選取「在應用程式中使用 HUD」選項後,在編輯時會使用抬頭顯示做為預設方式。然而,您仍然可以顯示對話方塊。選取功能區中的適當指令,於圖形視窗內按一下右鍵,然後選取「更多選項」。

警告訊息

在「框架分析」瀏覽器的「狀態」資料夾中會列示警告訊息。當您建立模擬而組合框架模型自動轉換為樑和節點時,會顯示有關不足的樑材料和斷面的訊息。執行模擬時,會顯示有關模擬的所有訊息。有時候,資料有嚴重錯誤,當您執行模擬時,模擬會失敗。在此情況下,也會顯示單獨的對話方塊。警告訊息顯示時會帶有 圖示。錯誤訊息顯示時會帶有 圖示。

錯誤訊息表示如果不進行修改,模擬將不能繼續進行。例如,如果您將不足的材料指定給樑,模擬可能會失敗。

此錯誤訊息表示如果不進行修改,模擬將不能繼續進行。在此情況下,請變更樑材料。按一下「樑」面板上的「材料」指令,然後在「樑材料」對話方塊中選取材料。或者,直接在來源模型中變更材料,然後按一下「樑」面板上的「更新」指令以重新計算樑模型。

按一下右鍵然後選取「如何…」可開啟「說明」頁面,其中會提供一份清單,包含您在執行模擬時可能會發生的警告和錯誤,以及如何解決這些問題的建議。