2017/12/7

Inventor應力分析 負載.1 力

Inventor應力分析的負載項目總共有七個,包括有 :

力矩
壓力
軸承
重力
本體
遠端力


其中力、力矩、壓力 、重力這四個是一般人最為熟悉的,
其他軸承 、本體跟遠端力就比較難從字面上就揣測其意義。

雖然力跟力矩是大家比較熟悉的負載型式,
但是在設定跟使用上有一些屬於FEA軟體特性上要注意的地方。

力的設定算是相對簡單而且容易懂的項目,
有幾個特性要注意 :
作用的位置
作用的方向
作用的大小

嗯! 就算是一般的國中生都懂上面提到的這三點,有什麼難的?!

確實在概念上是很簡單沒錯,唯一要注意的是用法,

第一種方法很直覺很好用:
尤其是作用的位置,直接點點選面、幾何邊緣或幾何點即可,
再來直接給定數值,
最後給定方向,預設使用面法線方向或邊緣方向,
或使用其他的面法線 、軸向 、幾何邊緣線條等指定作用的方向,
必要時可使用翻轉修正方向。

第二種方法是給(X,Y,Z)三個方向的分量,
這個方法反而有難度,因為必須先取得大小與方向,
再跟據座標系統方向的角度計算三角函數值,
坦白說,還真的有點麻煩,
一般來說大概會用在比較明確跟座標系統某一軸向平行作用力的狀況,
或者是已經有另外計算取得(Fx,Fy,Fz)的狀況,
不過基本上的概念是沒有什麼大問題。

作用的位置可以選擇幾何上的點 、邊緣 跟面三種,
點最單純,只要有實體的幾何點都可以點選使用,
邊緣跟面就最容易出現問題,
主要的問題在於真正的力作用邊緣長度跟幾何單位長度有一樣嗎?
或者是說真正的作用面積範圍跟幾何面積範圍是一樣的嗎?
如以下二圖示,上方板件施加在下方支撐座上的力量作用面積跟真正的面積:


實際作用的單位長度或面積範圍通常會比幾何小:




這會使得力量真正作用時集中在更局部的區域,
這種現象對反作用力幾乎沒有影響,
可是對反作用力矩就會有一些影響,
也會造成應力與變形量的結果不同。

所以在模擬前,必須對幾何進行適當的前處理,
將包括力等邊界條件的作用位置使用切割指令作出來,
對一般機構設計應用上這是沒有太大作用的作業,
對大部分機械工程師來說是很少用到的功能,
但是在作CAE卻是經常要用到的功能。



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