2017/12/11

Inventor 應力分析 負載.6 本體力

這一個負載應該算是設定最複雜的,
首先本體負載描述的是元件受到線性加速度或離心力作用時的變形與應力狀況。

首先線性加速度的概念就像是火箭發射過程中,受到的推力作用時火箭會獲得的加速度,但是因為火箭本身質量的慣性作用,會產生抵抗移動的慣性力,
或者手握著棒球投出過程中,手臂施予棒球的力量使棒球獲得的加速度,慣性作用產生的抵抗慣性力,
更容易理解的情況是坐在跑車上,大力踩下油門時,人所感受到的慣性作用力。

另外一個是圓周運動所造成的與圓周切線方向垂直(徑向)的離心力,
就像坐在車上走山路過彎時,人體感受到向外甩出去的慣性作用力。

這兩個慣性作用力在軟體中被翻譯成本體(作用力),
所以乍看之下會有點難以理解。

實務上除非加速度或旋轉速度很快,否則這兩個慣性力量的影響通常也不大。

不過在現今科技進步促使高轉速運動越來越普遍的情況下,離心力的影響就難以忽略。
但是旋轉運動實務上更重視的是動態行為的影響,
結構振動有關的臨界轉速問題,
另外有一門更專業的轉子動力學負責處理相關的問題,
連研究所課程都很少看到有針對這個部份的課程,
有興趣的可以去看"Rotor Dynamics"之類的書。
這個部分在Autodesk的CAE軟體中都沒有相關的模擬功能,
NX Nastranmsc NastranANSYSComsol等高階的CAE中有,
另外也有一些更專業在處理Rotor Dynamics的CAE,
這些我都沒用過,如果有高手願意分享請不吝留言給大家。
所以有相關需求的話也不用去問Autodesk。

結束題外話回到Inventor應力分析,
本體力的設定分成兩個頁籤,
一個是線性加速度,跟重力的設定很類似,
給定方向與數值,搞定!


另外一個是離心力,就會比較麻煩,

一個是給等角速度與角加速度,然後指定旋轉的中心軸位置與方向,
指定旋轉的中心軸位置可能會比較麻煩,
如果沒有剛好通過元件的軸心或幾何邊緣,
那就必須另外以輸入的方式指定旋轉中心軸通過的點跟方向。

本體力負載的使用在純作應力分析時比較少用,
會有需要使用到的狀況有 2:
1. 把動力學模擬結果帶過來使用
2. 高速旋轉運動


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