藉助正版SOLIDWORKS Simulation進行查找

文章來源：SOLIDWORKS代理商-卓盛信息

我們決定研究最常見的一塊2 x 4LEGO板的強度，並著重強調用戶友好的SOLIDWORKS Simulation功能。

擬2×4 LEGO板的目的是估計使螺栓錯位所需的力，以使其與其他LEGO元件堆疊時不兼容。通過對2×4LEGO板和其他零件的樣品進行測量和試驗，我們意識到，零件之間的緊密配合是當螺柱間距與公稱尺寸偏離0.1mm時。SOLIDWORKS價格需要注意的是，已經做出了假設，尤其是在限制訪問確切信息的地方（例如，材料數據）。

假設條件

螺柱之間的永久變形大於0.2mm將使它們不兼容/不可堆疊

樂高零件在x方向上軸向拉伸時會受到y方向的約束，即像在拉伸試驗中一樣，假定一個完美的夾具/夾具沿一個方向拉動。這是為了在y方向上穩定FEA模型。

分析

為了進行分析，購買SOLIDWORKS我們利用了這塊板的對稱性（如下所示）模擬了2×4 LEGO板的四分之一：

圖2：用於研究的FEA模型– 2×4板的四分之一

這項調查的第一步是看一個普通的成年人是否有機會在抓住任一端的同時拉動樂高板並使之永久變形。

使用了以下輸入：

成人根據完美的鉗位假設拉出

根據文獻（RIT，2006年），假設用拇指和食指握持，握持力平均為19磅。對於輸入，將為9.5磅。

將所有這些假設和輸入轉換為線性靜態算例後，SOLIDWORKS解決方案得出的位移和馮·米塞斯應力如下所示：

我們感興趣的區域是如圖4所示的紅色圓圈區域。根據顏色圖表，該區域並未永久變形，因為大部分區域都處於屈服狀態，同時最大結果位移根本不接近0.2mm（假設1），因此，我們可以確定一個普通成年人無法使這塊樂高無法使用。

話雖如此，另一項靜態研究稱為螺柱錯位，其中外部載荷被兩個參考幾何夾具代替：

1.「 Reference Geometry-1」（參考幾何1）表示穩定y方向的理想握持（類似於虎鉗，但不會在組件上引起任何載荷）

2.「參考幾何2」（Reference Geometry-2）將「拉力」（Pull）負載替換為0.2mm的指定位移（與力作用的方向相同）。江蘇SOLIDWORKS正版價格此研究的Sim功能樹如下：

繪製了相應的位移和馮·米塞斯應力圖：

由於在圖7中以灰色圓圈表示的區域中存在可塑性，因此將靜態算例複製到「非線性」分析模塊中，以仔細檢查目標區域周圍的應力分布。SOLIDWORKS教程這是因為線性靜態求解器固有的剛度，使得線性靜態分析無法準確地捕獲或超過屈服應力。相應的位移圖和馮·米塞斯圖如下所示：

如圖7所示，感興趣區域的橫截面尺寸為1.5mm x 7.9mm，在該區域周圍承受的最大應力約為35MPa（基於色卡）。

從等式：

軸向力為414.75N。找到軸向力的原因是，我們知道要確保LEGO零件拉伸到0.2mm 所需的載荷下限是多少。

將「螺柱錯位」研究複製到另一個稱為NL [螺柱錯位– BREAK]的非線性研究中。「 Reference Geometry-2」夾具被替代，並用拉力的力負載代替（圖11）。將該力作為設計研究的參數，並將取大於414.75 N的任何值。SOLIDWORKS 2020此外，此載荷具有關聯的時間曲線，以查看殘餘位移是否等於或大於0.2mm。（參見圖12）

設計研究用於幫助找到所需的力，以使其殘餘位移等於或大於0.2m。為了幫助進行設計研究，放置了兩個傳感器，SOLIDWORKS解決方案如下圖所示（用點顯示）：

總共進行了兩次設計研究。設計研究試圖幫助找到拉力的大小，以使雙頭螺栓之間的標稱位置上的殘餘位移為0.2mm。第一次運行在420 N至520 N之間，力大小範圍未達到目標。圖14顯示了下一次運行，江蘇SOLIDWORKS代理商輸入範圍為520 N至1020 N，以確定滿足研究目的的拉力。

結論

好了，通過設計研究數據去後，能滿足本次調查的目的的力約為920 。

這意味著，要想將其拉動以產生 0.2mm的永久變形並使之無法使用，就需要大約比最初線性靜態研究中提及的成年人大4倍以上的力量。對不起，與LEGO沮喪的父母在那裡，但它的方式比你強！江蘇SOLIDWORKS正版價格您肯定需要一臺機器來解決您的問題。

通過探測兩個傳感器在x方向位移圖中所處的2個頂點來找到該力值。每個相應的探測節點都將顯示其距其原始位置的位移量，並取其之間的差值將得出其未對準值，該目標值設置為0.2mm。參見圖15。

通過這些測量並使用絕對值（因為兩個節點都沿相同方向移動）

回顧這次調查，SOLIDWORKS教程希望您能夠看到SolidWorks Simulation提供了創建設計驗證所必需的工具，從昂貴項目的認真設計，到樂高等各個年齡段的輕鬆有趣的產品。從線性彈性模塊到非線性模型的所有研究都可以直接複製，並且最重要的是，將使用已經進行的研究的設計研究進行整合，以幫助我們搜索所需的數量。

一如以往，謝謝閱讀，快樂陽光！——江蘇SOLIDWORKS代理商（SOLIDWORKS 2020）