Simdroid結(jié)構(gòu)案例 -空心球節(jié)點靜力分析

問題描述:本案例利用Simdroid軟件建立了三維空心球節(jié)點結(jié)構(gòu)，分析了其在給定荷載作用下的應(yīng)力，結(jié)構(gòu)如圖所示，球外徑 450mm，壁厚 60mm；柱外徑300mm，厚 50mm，其他各桿外徑 200mm，壁厚 20mm。材料密度為 7800Kg/m3，彈性模量 2.06e5Mpa，泊松比 0.3，柱底固定，各桿受軸向荷載。

問題分析:屬于結(jié)構(gòu) 3D 的模型，其目的主要是為了分析不同尺寸的結(jié)構(gòu)在給定荷載和約束作用下的應(yīng)力和位移。

1、創(chuàng)建 IBE 文件

新建→結(jié)構(gòu)分析→靜態(tài)分析→三維，選擇指定文件夾，進入 IBE 仿真開發(fā)環(huán)境，在指定路徑保存 ibe 文件。

2、創(chuàng)建仿真 App 參數(shù)

主屏幕→參數(shù)P ，點擊參數(shù)P ，彈出參數(shù)創(chuàng)建對話框，創(chuàng)建參數(shù)如下：

3、創(chuàng)建幾何模型

（1）點擊三維建模 按鈕，顯示如圖所示的三維建模功能區(qū)。

（2）點擊球體 按鈕，在視圖窗口生成默認球體，球心坐標(0,0,0)，球半徑 5mm。

（3）點擊球體，左下角點擊數(shù)據(jù)查看對象的屬性信息，在半徑一欄點擊 f(x) 以綁定參數(shù)，輸入 Parameters.r0點擊確定，完成球半徑參數(shù)綁定。

（4）用相同的方法創(chuàng)建圓柱體和圓柱體 001，兩個圓柱的高可以在屬性欄修改為 800mm，圓柱體半徑綁定為 Parameters.r1，圓柱體 001 半徑綁定為 Parameters.r1-Parameters.t1。

（5）點擊布爾運算 ，選擇圓柱體和圓柱體 001 做差積，點擊應(yīng)用，生成差積，然后點擊關(guān)閉。通過布爾運算功能可以生成所需要的空心圓柱。

（6）用相同的方法創(chuàng)建外徑為 Parameters.r2，內(nèi)徑為 Parameters.r2-Parameters.t2 的差積 001，此時差積 001 在默認位置。選中差積001，點擊轉(zhuǎn)動 ，將軸向的 x 坐標改為 1，軸向的 z 坐標改為0，角度改為 120°，點擊確定完成轉(zhuǎn)動操作。

（7）創(chuàng)建出剩余的桿件，轉(zhuǎn)動位置分別為：繞 y 軸轉(zhuǎn)動 120°、繞 x 軸轉(zhuǎn)動-90°、繞 y 軸轉(zhuǎn)動-90°。將所有部件做并集操作合并為整體，然后新建球體并將半徑綁定為 Parameters.r0 -Parameters.t0，最后取差積完成空心球節(jié)點建模。最終得到的模型如圖 ：

4、定義材料

（1）點擊菜單欄材料 →材料創(chuàng)建 ，進入材料定義窗口。

（2）在視圖工具欄選中從視圖中選擇體 按鈕，選中創(chuàng)建的實體，左側(cè)的組合瀏覽器目標體顯示選中的體，材料名稱使用默認的 CreatMaterial，材料類型默認為各向同性，依次輸入彈性模量和泊松比，點擊確定，完成材料定義。

5、網(wǎng)格劃分

（1）選擇結(jié)構(gòu)實體，點擊工具欄網(wǎng)格 →單體剖分 按鈕。

（2）最大尺寸設(shè)為 20，精細度選擇中等，點擊確定，生成網(wǎng)格。

6、選擇分析類型，定義工況

（1）在左側(cè)選中生成的網(wǎng)格，點擊鼠標右鍵，選擇切換可見性，或者隱藏選中對象，網(wǎng)格 001 設(shè)置為隱藏模式，幾何實體可通過切換可見性設(shè)置為可見模式。
（2）在菜單欄選擇分析類型 ，點擊添加工況 ，分析類型選擇靜態(tài)，不修改任何參數(shù)，點擊確定。

7、邊界條件及載荷設(shè)置

（1）在菜單欄中選擇分析類型 →常規(guī)約束 ，進入邊界設(shè)置。

（2）在視圖工具欄中選中從視圖選擇面（Ctrl+F），選中柱的下表面，左側(cè)組合瀏覽器約束對象顯示所選中的面，在約束自由度選項選中 TX，Ty，TZ，點擊確定按鈕，完成邊界條件的設(shè)定。

（3）在菜單欄中選擇分析類型 →壓力 ，設(shè)置荷載。

（4）視圖中選擇桿的截面，兩個水平桿分別設(shè)置荷載為+1e5 和-1e5，兩個傾斜桿設(shè)置荷載為+2e5 和-2e5。

8、提交分析作業(yè)

在菜單欄分析類型下點擊分析 按鈕，將作業(yè)提交分析。分析完成后會出現(xiàn)保存 IBE 文件窗口，選擇目標文件夾，保存 IBE 文件。

9、結(jié)果

在菜單欄選擇結(jié)果 →云圖 ，在視圖工具欄選擇體，選中視圖中的體，物理量為 DISP，分量選擇 Magitude，顯示位移云圖。

可以用相同的方式顯示應(yīng)力云圖。

10、App 開發(fā)

a. 點擊 App 開發(fā)器，進入仿真 App 開發(fā)界面。

b. 創(chuàng)建參數(shù)及視圖表單：

（1）點擊新建表單 ，把輸入/輸出以及命令中的操作全部添加到右側(cè)對話框中，如下圖。

（2）同理可以新建出 Form2~Form5，分別為幾何、網(wǎng)格、云圖、云圖 001。
（3）點擊 Form1，點擊表單對象 ，將左下角控件中的表單集合拖動到 Form1 中，在 Form1 中添加表單集合。然后單擊表單對象，在左邊原型框下降 Form2~Form5 從“可用”添加到“選定”。

（4）調(diào)節(jié)所有視圖和按鈕的位置，并修改其名稱，得到如圖所示的表單：

c. 設(shè)置主窗口及啟動類型。

點擊左側(cè)模型名稱下的主窗口，主表單選擇為參數(shù)及視圖，啟動類型設(shè)置為運行。

d. 預(yù)覽表單。對每個表單分別預(yù)覽，根據(jù)需求調(diào)整其布局。

e. 測試 App。點擊測試 App，對所建 App 功能進行測試。

f. 導(dǎo)出 App。測試 App 無誤后，導(dǎo)出 App，從而完成仿真 App 的全部開發(fā)過程。

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