Att begränsa en modell på rätt sätt kan vara en utmaning vid simulering. Du vill ha en modell utan stelkroppsrörelse, men du vill inte att den ska vara för styv. 3-2-1-metoden är ett sätt att hjälpa dig att lösa den här typen av problem och få ett resultat med förväntade deformationer. Jag har skapat den här steg-för-steg-guiden om hur du stabiliserar din modell i SOLIDWORKS Simulation.
Frihetsgrader
Men först kommer vi att fräscha upp vårt minne om ”Frihetsgrader” och allt vad det innebär.
Enkelt förklarat kan man säga att varje punkt på ett föremål har förmågan att förflytta sig i tre riktningar, en för varje rumsdimension det vill säga, i x,y, z-riktningen. Denna typ av frihetsgrader kallas translationsfrihetsgrader. En kropp har dessutom rotationsfrihetsgrader. Så totalt har kroppen 6 frihetsgrader som bör låsas om den inte ska kunna förflytta sig i rummet.
När det kommer till statik pratar vi ofta om hur många frihetsgrader en kropp/objekt har. Men vad är en grad av frihet (DOF)?
Många av er som arbetar i SOLDIWORKS Simulation har förmodligen stött på problemet med att systemet är instabilt.
Sex frihetsgrader (DOF, Degrees of Freedom)
Enligt jämnviktsdiagrammet är i just jämnvikt inte tolkas så av Simulation. För att en modell ska vara i statisk jämvikt måste summan av alla krafter och moment som verkar på kroppen bli noll. Hur som helst, ibland uppstår små stelkroppsrörelser som gör att modellen inte ”ligger still”, som i sin tur leder till felaktigt resultat.
Jag har skapat det här simuleringstipset steg för steg guide om hur du stabiliserar din modell.
SOLIDWORKS Simulation tips: 3-2-1-metoden
3-2-1-metoden kan hjälpa oss att lösa detta problem. I tre steg kommer vi att begränsa de olika frihetsgraderna att röra sig.
- I den första noden fixerar vi tre frihetsgrader
- I den andra noden fixerar vi 2 frihetsgrader
- Och i den sista noden fixerar vi 1 frihetsgrad
Summan av dessa blir sex vilket även är antalet frihetsgrader som verkar på en statisk modell samt de som vi måste låsa för att förhindra stelkroppsrörelse.
Vi utgår från modellen nedan. Vi har applicerat ett material på kroppen och två motriktade krafter på vardera 1000 N. Det vill säga summan av de krafter som verkar på modellen blir noll.
Men trots det får vi ett felmeddelande att modellen är ”ostabil”.
För att lösa problemet gör vi följande:
I punkt 1 låser vi förflyttningen i x,y och z-riktningen, det vill säga 3 frihetsgrader. Men punkten är fri att rotera, som en kulled.
I vår andra punkt, som ligger i linje från den första, låser vi förflyttningen i x och z-led, vilket är normalriktningen till ”linjen”.
I vår tredje punkt, låser vi endast förflyttningen i z, som är normalen till det plan som bildas av punkt 1, 2 och 3.
Detta resulterar i att modellen nu är låst i samtliga frihetsgrader och vi bör få ett balanserat lastfall som enbart visar förväntade deformationer. Med denna metod minskar vi även risken för spänningskoncentrationer som kan uppkomma på grund av att man spänt in modellen för mycket. Detta är en bra metod när man vill simulera något som inte är fastbultat utan fritt upplagt.
Har du några frågor om SOLIDWORKS?
Tveka inte – kontakta oss så hjälper vi dig. Fler tips & tricks hittar du på vår YouTube-kanal.
Vill du har fler tips & tricks i SOLIDWORKS Simulation?
En helt ny videoserie från vår simuleringsexpert Eirin S. Holmstrøm.
