结构件分析概述

了解对给定结构件应用各种载荷和约束之后,结构件在变形和应力方面的结构完整性。

使用“结构件分析”可以了解对给定结构件应用各种载荷和约束之后,结构件在变形和应力方面的结构完整性。定义条件之后,即可相对于所定义的条件来运行分析和查看其行为。分析有助于您识别性能问题,并找到更好的设计备选方案。

梁元素是线性的。结构件分析不支持弯曲的梁。因此弯曲的梁必须分割成小的线性段。

每个梁元素在梁的起始端和结束端都有六个自由度(三个旋转自由度和三个位移自由度)。梁的节点可定义结构上有某种重要用途的点。例如,可以用于定义力。在模态分析中,节点可以将质量集中到一点。

结构件分析中提供了以下关键功能:

结构件分析环境

结构件分析界面划分为两个主要区域:“结构件分析”浏览器和图形区域。这些区域显示了与激活分析相关联的内容。非激活分析的背景为灰色。

“结构件分析”浏览器

在嵌套有各级别的特征和属性信息的装配层次视图中显示包含部件和分析参数的分析。您可以:

图形区域

显示模型几何图元和分析结果。

访问结构件分析

您可以使用功能区上的两个面板来访问结构件分析命令:

  • 单击“环境”选项卡 “开始”面板 “结构件分析”
  • 单击“设计”选项卡 “结构件”面板 “结构件分析”

结构件分析工作流

从高层次的视角看,典型的结构件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:将物理学引入到模型中,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):抑制不需要的梁、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 结构件分析工作流

启动结构件分析时,结构件生成器部件或通过资源中心结构件创建的部件将自动转换成梁和节点。从源模型读取的信息包括:

以下是使用 Inventor 结构件分析来分析结构件结构的典型工作流示例。这些步骤并不全面,并不代表在分析中仅能使用这些步骤。

在此编号列表中,以下内容适用:

  1. 打开包含使用结构件生成器工具创建的结构件零部件或包含资源中心结构件的部件。
  2. 进入结构件分析环境。
  3. 单击“创建分析”。
  4. 指定分析特性。梁模型将自动转换为理想化的节点和梁,从而执行结构分析。图形窗口中将显示梁、节点和重力图示符。浏览器中的“状态”文件夹中将显示不充分的梁材料和截面。
  5. 在分析中排除不需要的梁和边界条件。
  6. 为参与分析的梁指定材料和物理特性。
  7. 指定和应用约束。
  8. 指定载荷的位置和大小。
  9. 根据需要评估和指定连接关系。
  10. 运行分析。
  11. 查看结果。
  12. 做出必要的更改以优化部件。更改可以包括添加节点、载荷和约束或抑制出现问题的节点、载荷和约束。
  13. 重新运行分析以更新结果。
  14. 重复该过程,直至零部件优化。
  15. 准备好后,基于结果创建报告。

结构件分析设置

结构件分析设置在每个文档上均适用。这些设置定义了所有分析的默认设置。如果在处理分析的过程中更改了设置,则分析将立即受到影响。

在结构件分析中指定值

在结构件分析中定义载荷和约束时,您可以使用平视显示仪 (HUD) 和夹点来定义输入值。或者您可以在相应的对话框中设定值。

当您在“结构件分析设置”对话框的“常规”选项卡中选择“在应用程序中使用 HUD”选项时,平视显示仪将用作编辑过程中的默认方法。但是您仍然可以显示对话框。在功能区上选择相应的命令,然后在图形窗口中单击鼠标右键并选择“更多选项”。

警告消息

警告消息将在“结构件分析”浏览器中的“状态”文件夹中列出。当您创建分析且部件结构件模型自动转换成梁和节点时,将显示有关不充分梁材料和截面的消息。当您运行分析时,将显示与分析相关的所有消息。运行分析时,有时该数据非常重要,且分析会失败。然后,单独的对话框也将显示。警告消息以 图标显示。错误消息以 图标显示。

错误消息表示,如不加修改则分析无法继续进行。例如,如果您为梁指定了不充分的材料,则分析会失败。

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,请更改梁材料。单击“梁”面板上的“材料”命令,并从“梁材料”对话框中选择材料。或者直接更改源模型中的材料,并单击“梁”面板中的“更新”命令来重新计算梁模型。

单击鼠标右键,然后选择“如何...”,以打开“帮助”页面,其中列出了运行分析时可能出现的警告和错误,以及解决这些问题的建议。