一、U盤接口非線性分析

　　線性靜態(tài)分析假設(shè)載荷和所引發(fā)的反應(yīng)之間的關(guān)系是線 性的。例如，若將載荷量加倍，反應(yīng)(位移、應(yīng)變、應(yīng)力及反 作用力等)也將加倍。

　　所有實際結(jié)構(gòu)在某個水平的載荷作用下都會以某種方式 發(fā)生非線性變化。在某些情況下，線性分析可能已經(jīng)足夠。在 其他許多情況下，由于違背了所依據(jù)的假設(shè)條件，因此線性求解會產(chǎn)生錯誤結(jié)果，造成非線性的原因有材料行為、大型位移 和接觸條件。用戶可以利用非線性算例來解決線性問題。其結(jié) 果可能會由于過程的不同而稍有不同。在非線性靜態(tài)分析中， 不考慮像慣性和阻尼力這樣的動態(tài)效果。

　　下面我們用非線性分析來模擬U盤裝配過程中彈片的變形情形(這里僅介紹分析的方法，所有的數(shù)據(jù)均是假設(shè))。

　　1.新建如圖1所示的零件

　　1)在前視基準(zhǔn)面上作圖1a零件，可用實體建模和鈑金建模 配合的方式來完成，具體步驟可參考特征樹，保存為“U盤連 接線接口.sldprt”。

　　2)新建零件，在前視基準(zhǔn)面上作U盤接口零件，同樣可采 用實體建模和鈑金建模配合的方式來完成，具體步驟參考特征 樹，保存為“U盤接口.sldprt”。

　　2.建立裝配體

　　將前述兩個零件以U盤連接線接口零件為固定，建立裝 配體，分別添加兩個零件的右視基準(zhǔn)面重合配合(如圖2a所 示)、上視基準(zhǔn)面重合配合(如圖2b所示)以及U盤接口的端 線與U盤連接線接口彈片的重合配合(如圖2c所示)。

　　3.非線性分析

　　1 ) 啟動“SolidWorks Simulation”插件，單擊“Simulation”標(biāo)簽，切換到該插件的命令管理器頁，如圖3 和圖4所示。

　　2)如圖5所示，單擊“算例”按鈕下方的小三角，在下 級菜單中單擊“新算例”按鈕。在左側(cè)特征管理樹中出現(xiàn)如圖5所示的對話框。

　　3)在“名稱”欄中，可輸入你所想設(shè)定的分析算例的名稱，如U盤接口。在“類型”欄中，我們可以清楚看到 SolidWorks Simulation所能進行的分析種類，這里我們選擇的是“非線性”按鈕。在上述兩項設(shè)置完成后單擊“確定”按鈕(確定按鈕在特征樹的左上角及繪圖區(qū)域的右上角各有一 個)。我們可以發(fā)現(xiàn)，插件的命令管理器發(fā)生了變化，如圖6所示。

　　4)在非線性算例名稱上單擊“右鍵”，然后選擇“屬性”，將對話框中的“求解”標(biāo)簽中“初始時間增量”項設(shè)置 為0.1，其他按默認(rèn)值設(shè)置。然后在“高級選項”中，將“奇異性消除因子”設(shè)為0，然后單擊“確定”按鈕，如圖7所示。

　　5)在 Simulation 算例樹中，展開“零件”，用右鍵單擊“U盤接口-1” 并選擇“視為實體”;同理，用右鍵單擊“U盤連接線接口-1”并選擇“視為實體”，如圖8所示。

　　6)右鍵單擊“零件”，選擇“應(yīng)用材料到所有實體”項，如圖9所示。在SolidWorks庫中選擇“合金鋼”材料。

　　7)右鍵單擊“夾具”，在彈出的快捷菜單中選擇“固定幾何體”，如圖10所示，此時在左側(cè)的特征樹中出現(xiàn)對話框，在圖形區(qū)域單擊圖示面(如圖11所示)，所選的面出現(xiàn)在“夾具的平面”框內(nèi)，并單擊“確定”按鈕，如圖12所示。此時在Simulation算例樹的夾具文件夾中生成一個名為“夾具-1” 的圖標(biāo)。

　　8)單擊“夾具”按鈕下方的小三角，并單擊下級菜單中的“高級夾具”按鈕，在左側(cè)的特征樹中選中“使用參考幾何體”按鈕，在圖形區(qū)域單擊軸面中點及圓柱表面，所選的點、面分別出現(xiàn)在“夾具的面、邊線、頂點”框內(nèi)和“方向的面、邊線、基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)軸”框 內(nèi)。并在平移下設(shè)定單位為mm，激活“平移”下的三個按鈕，并設(shè)置“垂直于基準(zhǔn)面” 的數(shù)值為6.3(必要時反向)，并確保隨時間變化項下為“線性”，設(shè)置后單擊“確定”按鈕，如圖13所示。

　　9)單擊“連接”按鈕下方的小三角，并單擊下級菜單中的“相觸面組”按鈕，在圖示區(qū)域分別單擊U盤接口的上下外表面及U盤連接線接口彈片的內(nèi)表面，按如圖14所示設(shè)置，設(shè)置后單擊“確定”按鈕。

　　10)在特征樹右鍵單擊“網(wǎng)絡(luò)”，在快捷菜單中單擊“應(yīng)用網(wǎng)格控制”鈕，在“所選實體”框中選中四個 彈片的下彎曲表面，然后設(shè) 置單元大小為0.20m m，設(shè)置后單擊“確定”按鈕，如圖15所示。

　　11)單擊“運行”按鈕，稍候即可完成分析過程(分析可能得花費幾十分鐘，請耐心等待)，并將分析結(jié)果顯示在 Simulation算例樹中結(jié)果文件夾。

　　4.查看分析結(jié)果

　　(1)0.1秒鐘的應(yīng)力狀態(tài)和位移狀態(tài)

　　1)在Simulation算例樹中，打開結(jié)果文件夾。

　　2)雙擊“應(yīng)力1 (-von Mises-)”以顯示圖解。右擊，在快 捷菜單中單擊“編輯定義”，如圖16所示設(shè)置，單擊“確定” 按鈕。結(jié)果如圖17所示，可以看到彈片已經(jīng)產(chǎn)生應(yīng)力。

　　3)雙擊“位移1(-合位移-)”顯示位移圖解。右擊，在快捷菜單中單擊“編輯定義”，如圖18所示設(shè)置，單擊“確定”按鈕，結(jié)果如圖19所示。

　　(2)0.5秒鐘的應(yīng)力狀態(tài)和位移狀態(tài)

　　1)在Simulation算例樹中，打開結(jié)果文件夾。

　　2)雙擊“應(yīng)力1 (-von Mises-)”以顯示圖解。右擊，在快捷菜單中單擊“編輯定義”，如圖20所示設(shè)置，單擊“確定”按鈕。結(jié)果如圖21所示，可以看到彈片根部受力較大。

　　3)雙擊“位移1(-合位移-)”顯示位移圖解。右擊，在快捷菜單中單擊“編輯定義”，如圖22所示設(shè)置，單擊“確定”按鈕。結(jié)果如圖23所示，此時彈片的位移最大。

　　(3)1秒鐘的應(yīng)力狀態(tài)和位移狀態(tài)

　　1)在Simulation算例樹中，打開結(jié)文件夾。

　　2)雙擊“應(yīng)力1 (-von Mises-)”以顯示圖解。右擊，在快捷菜單中單擊“編輯定義”，如圖24所示設(shè)置，單擊“確定” 按鈕。結(jié)果如圖25所示，可以看到彈片最低點已部分落入 坑中，受力降低。

　　3)雙擊“位移1(-合位移-)”顯示位移圖解。右擊，在快捷菜單中單擊“編輯定義”，如圖26所示設(shè)置，單擊“確定”按鈕。結(jié)果如圖27所示，此時U盤已裝配到位，位移最大。

　　5.生成算例報告

　　至此，我們完成了U盤接口的非線性分析。

　　(未完待續(xù))