三点弯曲试验是评估机械部件结构完整性并确保它们满足所需位移/力标准的常用方法。这种测试的典型测试设置如下图1所示。

图1 – 典型的三点弯曲试验

有限元分析(FEA)通常用于模拟这些类型的测试,允许产品设计人员避免昂贵的物理原型并设置物理测试。Beamy生产高科技扬声器,我们将尝试使用SOLIDWORKS Simulation Premium在其中一个扬声器的内部支架上进行三点弯曲测试,见图2-3。

图2-3

SOLIDWORKS Simulation是一个功能强大的集成解决方案,许多设计人员和分析师都将其用于日常仿真需求。这个例子比大多数复杂一点。虽然它看起来是一个相当直接的分析,但是底盘和杆之间的滑动接触,加上底盘的非线性材料特性,由高冲击丙烯酸制成,其材料特性如图4所示,这使得高度非线性问题。

图4 – 丙烯酸底盘材料属性

SOLIDWORKS Simulation内部问题的设置很简单,我们用适当的摩擦系数定义了杆与底盘之间的无穿透接触,如下图5所示。我们还固定底部的两根杆并对推杆施加适当的位移,这种分析的标准边界条件。

图5 – SOLIDWORKS Simulation Premium中的接触条件

该解决方案需要对默认求解器设置进行一些“按摩”,因为在推杆接触的底盘中存在局部弯曲。此解决方案完全收敛也需要25分钟。位移图如下图6所示。对于这种类型的分析,25分钟似乎有点过分。虽然能够获得融合解决方案非常棒,但解决方案时间和调整求解器设置的需求使得难以运行多个仿真或执行仿真驱动的产品设计。

图6 – SOLIDWORKS Simulation Premium中位移结果

总结:使用SOLIDWORKSSOLIDWORKS Simulation等解决方案的众多好处之一是,它们都是更大的DassaultSystèmes生态系统的一部分。在该生态系统中,有各种工具可用于及时解决此类问题。