借助正版SOLIDWORKS Simulation进行查找

文章来源：SOLIDWORKS代理商-卓盛信息

在成长和与乐高®一起担任萌芽工程师的过程中，您是否曾经想到过乐高®的强度如何？我们将使用SolidWorks Simulation（一种在SolidWorks用户界面中本地运行的FEA模块）来研究这种想法。SOLIDWORKS代理商我们将使用Simulation Premium软件包中提供的模块来说明SolidWorks Simulation的全部功能，不仅可以看到线性行为，还可以看到我们乐高®零件的非线性行为，并确定它是否像我们认为的那样坚固它是？对于那些对乐高®感到沮丧的父母，请继续阅读，苏州卓盛信息（400-696-5950）看看您是否有力量变形并“照顾”他们好运……

我们决定研究最常见的一块2 x 4LEGO®板的强度，并着重强调用户友好的SOLIDWORKS Simulation功能。

拟2×4 LEGO®板的目的是估计使螺栓错位所需的力，以使其与其他LEGO®元件堆叠时不兼容。通过对2×4LEGO®板和其他零件的样品进行测量和试验，我们意识到，零件之间的紧密配合是当螺柱间距与公称尺寸偏离0.1mm时。SOLIDWORKS价格需要注意的是，已经做出了假设，尤其是在限制访问确切信息的地方（例如，材料数据）。

假设条件

螺柱之间的永久变形大于0.2mm将使它们不兼容/不可堆叠

乐高®砖由ABS塑料制成（注塑级），苏州卓盛信息（400-696-5950）但是，使用的 ABS并不是公众所知。相反，我们从文献*中提取了屈服应力和极限拉伸应力（Doraisamy＆T，2017），因此，此处生成的估算值可能低于原始产品的承受力。

乐高®零件在x方向上轴向拉伸时会受到y方向的约束，即像在拉伸试验中一样，假定一个完美的夹具/夹具沿一个方向拉动。这是为了在y方向上稳定FEA模型。

分析

为了进行分析，购买SOLIDWORKS我们利用了这块板的对称性（如下所示）模拟了2×4 LEGO®板的四分之一：

图2：用于研究的FEA模型– 2×4板的四分之一

这项调查的第一步是看一个普通的成年人是否有机会在抓住任一端的同时拉动乐高®板并使之永久变形。

使用了以下输入：

成人根据完美的钳位假设拉出

成年男子是男性，坐下，正版SOLIDWORKS前臂水平（从侧面看），指向12点钟位置（从顶部看），根据Das和Wang（2004年），右手的总平均拉力在这些条件下为208.97N。输入是研究中使用的四分之一模型的一半，苏州卓盛信息（400-696-5950）并且假定力作用相同（左侧的力大小相同）。

根据文献（RIT，2006年），假设用拇指和食指握持，握持力平均为19磅。对于输入，将为9.5磅。

将所有这些假设和输入转换为线性静态算例后，SOLIDWORKS解决方案得出的位移和冯·米塞斯应力如下所示：

我们感兴趣的区域是如图4所示的红色圆圈区域。根据颜色图表，该区域并未永久变形，因为大部分区域都处于屈服状态，同时最大结果位移根本不接近0.2mm（假设1），因此，我们可以确定一个普通成年人无法使这块乐高®无法使用。

从这里开始，而不是尝试通过输入力来进行迭代直到我们在目标区域中达到屈服并且使螺柱间距距标称位置> 0.2mm 为止，江苏SOLIDWORKS代理商尝试建立一个分析来回答问题：轴向是多少？苏州卓盛信息（400-696-5950）使其在拉动时变形至0.2mm的力？这将成为零件失效的最低条件。

话虽如此，另一项静态研究称为螺柱错位，其中外部载荷被两个参考几何夹具代替：

1.“ Reference Geometry-1”（参考几何1）表示稳定y方向的理想握持（类似于虎钳，但不会在组件上引起任何载荷）

2.“参考几何2”（Reference Geometry-2）将“拉力”（Pull）负载替换为0.2mm的指定位移（与力作用的方向相同）。江苏SOLIDWORKS正版价格此研究的Sim功能树如下：

绘制了相应的位移和冯·米塞斯应力图：

由于在图7中以灰色圆圈表示的区域中存在可塑性，因此将静态算例复制到“非线性”分析模块中，以仔细检查目标区域周围的应力分布。SOLIDWORKS教程这是因为线性静态求解器固有的刚度，使得线性静态分析无法准确地捕获或超过屈服应力。相应的位移图和冯·米塞斯图如下所示：

von Mises应力现在读取的幅度较小，尤其是在图7中突出显示的目标区域，与屈服强度非常接近，但是应力分布是相同的。SOLIDWORKS官网由此，下一步是绘制一个显示x方向应力的图（图10）。苏州卓盛信息（400-696-5950）原因是我们可以找到将用作设计算例输入的最小轴向力。

如图7所示，感兴趣区域的横截面尺寸为1.5mm x 7.9mm，在该区域周围承受的最大应力约为35MPa（基于色卡）。

从等式：

轴向力为414.75N。找到轴向力的原因是，我们知道要确保LEGO®零件拉伸到0.2mm 所需的载荷下限是多少。

将“螺柱错位”研究复制到另一个称为NL [螺柱错位– BREAK]的非线性研究中。“ Reference Geometry-2”夹具被替代，并用拉力的力负载代替（图11）。将该力作为设计研究的参数，并将取大于414.75 N的任何值。SOLIDWORKS 2020此外，此载荷具有关联的时间曲线，以查看残余位移是否等于或大于0.2mm。（参见图12）

设计研究用于帮助找到所需的力，以使其残余位移等于或大于0.2m。为了帮助进行设计研究，放置了两个传感器，SOLIDWORKS解决方案如下图所示（用点显示）：

总共进行了两次设计研究。设计研究试图帮助找到拉力的大小，以使双头螺栓之间的标称位置上的残余位移为0.2mm。第一次运行在420 N至520 N之间，力大小范围未达到目标。图14显示了下一次运行，江苏SOLIDWORKS代理商输入范围为520 N至1020 N，以确定满足研究目的的拉力。

结论

回到本调查的目的；如何使此2×4 LEGO®板无法使用？苏州卓盛信息（400-696-5950）而做父母的有实力的变形有孩子LEGO ®片？

好了，通过设计研究数据去后，能满足本次调查的目的的力约为920ñ。

这意味着，要想将其拉动以产生 0.2mm的永久变形并使之无法使用，就需要大约比最初线性静态研究中提及的成年人大4倍以上的力量。对不起，与LEGO沮丧的父母®在那里，但它的方式比你强！江苏SOLIDWORKS正版价格您肯定需要一台机器来解决您的问题。

通过探测两个传感器在x方向位移图中所处的2个顶点来找到该力值。每个相应的探测节点都将显示其距其原始位置的位移量，并取其之间的差值将得出其未对准值，该目标值设置为0.2mm。参见图15。

通过这些测量并使用绝对值（因为两个节点都沿相同方向移动）

回顾这次调查，SOLIDWORKS教程希望您能够看到SolidWorks Simulation提供了创建设计验证所必需的工具，从昂贵项目的认真设计，到乐高®等各个年龄段的轻松有趣的产品。从线性弹性模块到非线性模型的所有研究都可以直接复制，并且最重要的是，将使用已经进行的研究的设计研究进行整合，以帮助我们搜索所需的数量。

一如以往，谢谢阅读，快乐阳光！——江苏SOLIDWORKS代理商（SOLIDWORKS 2020）

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