SOLIDWORKS Simulation：家具行业的帮手

文章来源：SOLIDWORKS代理商-卓盛信息

面对主导产业

随着市场的进步和驰骋，客户的要求也越来越高。设计变得越来越大胆，使用时间也越来越长，而车间往往没有配备合适的设备来进行复杂的耐久性测试。经过实战验证的虚拟测试是显着节省成本并在竞争中领先一步的理想解决方案。购买solidworks

通过 SOLIDWORKS Simulation 扩大您满意的客户群

SOLIDWORKS Simulation 将如何帮助您的业务发展？

• 由于快速直观的数字线性和非线性静态分析，与静态实验测试相关的成本将减少甚至完全消除。

• 广泛的内置材料数据数据库可以快速近似胶合板或木材的性能。该软件还具有输入您自己的材料数据的功能 - 从各向同性、正交各向异性（如木材）到高度非线性材料。

• 公司是否已经进行了彻底的材料测试？用它！SOLIDWORKS Simulation 允许您使用图表中的数据定义材料行为。

• 是否出现焊缝？模拟包不仅会指示有损坏风险的接头，还会建议最小允许焊接厚度。

• 计算时间短 - 由于螺钉等连接的简化公式，可以忘记复杂的计算网格。

• 动态测试的完美结果 - 检查您的家具是否适合儿童和野蛮使用。

• 经验证实可靠的疲劳测试。

• 为有限元法新用户提供大量帮助。

由于解决方案具有完全的可扩展性，我们能够选择功能范围来满足客户的个性化需求。solidworks官网

细节——工程风格！

图 1在 SOLIDWORKS 软件中制作的所考虑的模型

在创建模拟之前，首先定义示例木材的模型。为此，创建了一个新的坐标系，其中 Z 轴平行于光纤，然后根据新创建的系统定义材料数据。

图2材料数据

静态测试

在第一种方法中，我们假设结构的后部部分固定在外部框架上，允许焊接结构的节点仅在一个方向上移动。在此场景中，每个木架子负载的分布质量为 300 千克。此外，通过在静态测试中以适当的方式分配重力来考虑结构的重力。

离散化网格可以通过多种方式提出。对于焊接结构，最常用的有限元是框架和/或桁架单元。它们通过每个节点的自由度数来区分。这种方法可以在复杂装配的情况下显着减少计算时间，并在后处理过程中显示一维元素特有的操作特性。厚度较大的元素（例如本例中的木架子）将使用 3D 实体元素进行建模。下面提供的网格仅用于初始强度验证并展示软件的功能。在实际工程问题中，应该记住，通过厚度说明作用力至少需要 5 个计算节点（模型中只有 3 个）。由于接触的直观定义，可以无缝连接用各种类型的计算网格离散的组件。

图3梁-体网格第一种情况的计算模型

SOLIDWORKS Simulation 可以分别详细了解框架和实体元素。由于木架子仅起到传递应力的作用，因此我们主要感兴趣的对象是焊接框架。上部轴向和弯曲应变数据是从可用的应力数据中选择的。最大应力约为 191 MPa，低于去皮钢的屈服强度。然而，应该记住，这个值是在“几乎”约束的区域达到的，这导致它被高估。正版solidworks

图4焊接结构中的应力值

在正交各向异性材料（例如木材）的情况下，使用减小的冯米塞斯应力将是一个实质性错误。考虑到平行于纤维方向的剪切应力是木材强度的常见标准，因此对它们给予了特别关注。获得的结果如下图所示。

图5局部坐标系中剪应力XZ的值

图6局部坐标系中剪应力YZ的值

通过将获得的值与通过材料测试获得的木材强度值进行比较，可以得出木质货架不会损坏的结论。沿纤维方向的剪应力值分别为0.72 MPa和0.91 MPa，分别占C14级针叶材直接强度的42%和54% 。

针叶树种沿壁木材纹理强度 MPa [5]

强度分析也可以基于壳实体模型进行。二维元素离散化方法的优点无疑是能够有效地使用模块来定义焊缝。它允许您通过引入“连接器”来摆脱局部绑定的工程简化，“连接器”是后处理过程中轻松强度验证的主题。执行计算后，程序将使用给定的安全系数验证焊缝的安全性，并提出任何允许结构安全运行的修正建议。江苏solidworks

图 7壳-实体方法中的替代离散网格

图 8可验证焊缝的模块（每个架子上负载 100 公斤）

由实验研究支持的材料和结构强度文献表明，由于结构动态加载而获得的应力可能比静态测试情况高出许多倍。SOLIDWORKS Simulation 允许您在时域和频域中执行动态分析。考虑到家具的使用条件，在初步设计阶段就应该考虑到，如儿童突然跳到床上或成人“挂”在柜子上等事件。以下场景考虑垂直于顶部法兰施加 3000 N 的力，线性增加 0.2 秒，然后突然释放。使用模态叠加法，求解器可以在极短的时间内计算出结果，这是直接求解运动微分方程的替代方法。

图9动态测试的应力值超过所用钢材的屈服强度

由于允许您定义传感器的内置功能，获取给定感兴趣区域的应力、位移、速度或加速度等值并不是一个挑战。SOLIDWORKS Simulation 还允许您显示时间历史记录中的给定值。solidworks价格

图 10上层架上任意选定节点沿 OY 轴的位移

结构对动态载荷的缩放响应

在 SOLIDWORKS Simulation 的众多优势中，用户最常指出解决方案的直观性、易于实施以及与 SOLIDWORKS 的完全关联性。不要让客户成为压力测试的第一线。引入数字测试，降低成本，成为创新领导者！

一如以往，谢谢阅读，快乐阳光！——SOLIDWORKS代理商（SOLIDWORKS 2024）