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2017/4/14

Inventor應力分析結果的顯示設定

完成應力分析模擬後,接下來就要進行結果評估,
在應力分析中有關結果的操作分成兩個部分:

1. 結果數值項目的選擇
2. 結果的圖像顯示效果控制

結果數值項目另外說明,分成:常用項目反作用力詳細項目三篇說明,可以點選連結。
以下說明有關結果的圖像顯示效果控制。

有關結果顯示圖像的控制主要在以下"結果"跟"顯示"兩個功能表項目中:

先看"顯示"的部分,其中最重要的有兩個:"顏色列" 跟 "調整位移顯示"。

點選"顏色列",可以叫出對話視窗如下:
顏色列設定對話視窗
其中紅色框選的部分要注意,
因為從2013還是2014版開始,這個選項被預設為勾選,
也就是在顏色顯示上,會將數值取絕對值後,再用對應顏色來表示,
這是一個很糟糕的預設值,我也不知道原廠在想甚麼,
所有的計算結果數值中,"von Mises 應力"、"安全係數"、"等效應變"三個結果因為會經過平方跟開根號處理,基本上一定是大於 0 的值,
但是其他的計算結果都會有正負號方向,
而且從結果評估的角度來看,也需要了解正負號方向,
預設值實在不應該是勾選自動作絕對值處裡,
所以操作上建議要記得把這個選項除選。

另外顏色列的最大值與最小值勾選也可以選擇關掉,自行設定一個範圍,
這是因為有時候模擬分析會因為約束條件的效應,會造成分析結果的應力值很大,
這時候很可能看到一大片都是藍色的低應力區,跟小區域的高應力區,
這在辨識應力分布上會很不方便,
所以將"最大值"選項除選,
並且給與適度上限顯示數值,可以提高應力變化區域的辨識度。

同理,如果有大片的紅色區域跟極小的藍色區域,
通常也是可能因為有零或負應應力區域,造成局部細節上的辨識困難,
此時也可以除選最小值,再指定適當的最小值,提高應力變化趨勢的辨識度。

至於位移因為有體積的連續性關係,
基本上不會出現數值變動過於激烈的狀態,
如果會有變動過於激烈的情況,通常就是計算發散。


再來是可以選擇顏色列的位置,如左右上下、垂直水平位置,
跟顏色列的長度,標準、小型或自動適合的視窗長度。
這個就看圖形需要自行選擇即可。

其他就很少用,灰階顯示一般是沒有人想用,沒意思,就是要花花綠綠的才夠專業。


"調整位移顯示"設定很重要,
有"未變形"、"實際"、調整x1"、調整x0.5"、調整x2"、調整x5"等,總共六個選項可以選擇。

調整位移顯示
一般鋼材的楊氏(彈性)係數(模數)高達210 GPa左右,
受負載作用情況下,通常應變大概不會超過1%,
如果會超過 1%,請注意要評估改用其他分析軟體以非線性進行模擬分析;
1%的變形量在電腦螢幕上,100個像素長度只會移位1個像素,
坦白說眼睛可能根本看不太出來,
更遑論對設備類要求高剛性的結構件情況下,應變通常可能只有0.1%不到,
其實肉眼不太容易看的出來這一點點的變形量。

所以所有的結構分析軟體預設都會將位移量作比例放大,
至於這個比例是多少?每個軟體有其預設值,
例如以最長邊的長度取5%當作最大位移量的顯示變形參考值,
或者是體積最小相接圓半徑、最大相切圓半徑長度的 5%,
或者是最大長寬高矩形的對角線長度的 5% 都有可能。

這個位移顯示比例通常是可以調整的,
高階的分析軟體可以直接設定數值無段調整,
對Inventor應力分析只有 5 段可以調整:
"實際"、調整x1"、調整x0.5"、調整x2"、調整x5"。

什麼時候會用到?

當您想要誇張顯示時,可以設大一點;
如果是組合件分析,發生零件變形後有干涉的情形,可以調整小一點,甚至調整為"實際";這個部分基本上並沒有好壞,純粹看需要顯示的效果。

再來有一個箭頭符號的按鈕,是用來切換顯示負載條件的開關。
箭頭符號的上方有兩個按鈕,
分別用來顯示計算結果的最大值與最小值位置與數值,
會以探測標籤的形式出現。

在"結果"部分有三個按鈕,分別是"動畫"、"探測"跟"收斂"。

"動畫"很簡單,就是可以輸出動畫:

能夠設定的不多,而且應該蠻容易的,看文字應該就懂就不多解釋。

第二個"探測"就很重要,
可以用來標示特定位置的結果數值,
在製作輸出資料時可以讓其他更直接了解重要位置的數值結果。

"顯示"中的"探測標示"可以用來開關探測標籤的顯示與否。

第三個"收斂",是用來顯示網格收斂的狀態,
詳細細節在網格收斂控制介紹時再作介紹,可考連結:Inventor應力分析 收斂設定

相對高階的分析軟體,
Inventor應力分析的顯示控制功能算是相當的陽春,
尤其是無法顯是剖面上的應力值跟顯示點選路徑上的應力變化這兩個常用的表示應力趨勢功能很糟糕,
對中高階使用者來說,少了這兩個功能就少了產出專業圖表的功能;
不過對一般應用大概也勉強夠用。

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