Simdroid結構案例 -空心球節點靜力分析

問題描述:本案例利用Simdroid軟件建立了三維空心球節點結構，分析了其在給定荷載作用下的應力，結構如圖所示，球外徑 450mm，壁厚 60mm；柱外徑300mm，厚 50mm，其他各桿外徑 200mm，壁厚 20mm。材料密度為 7800Kg/m3，彈性模量 2.06e5Mpa，泊松比 0.3，柱底固定，各桿受軸向荷載。

問題分析:屬于結構 3D 的模型，其目的主要是為了分析不同尺寸的結構在給定荷載和約束作用下的應力和位移。

1、創建 IBE 文件

新建→結構分析→靜態分析→三維，選擇指定文件夾，進入 IBE 仿真開發環境，在指定路徑保存 ibe 文件。

2、創建仿真 App 參數

主屏幕→參數P ，點擊參數P ，彈出參數創建對話框，創建參數如下：

3、創建幾何模型

（1）點擊三維建模 按鈕，顯示如圖所示的三維建模功能區。

（2）點擊球體 按鈕，在視圖窗口生成默認球體，球心坐標(0,0,0)，球半徑 5mm。

（3）點擊球體，左下角點擊數據查看對象的屬性信息，在半徑一欄點擊 f(x) 以綁定參數，輸入 Parameters.r0點擊確定，完成球半徑參數綁定。

（4）用相同的方法創建圓柱體和圓柱體 001，兩個圓柱的高可以在屬性欄修改為 800mm，圓柱體半徑綁定為 Parameters.r1，圓柱體 001 半徑綁定為 Parameters.r1-Parameters.t1。

（5）點擊布爾運算 ，選擇圓柱體和圓柱體 001 做差積，點擊應用，生成差積，然后點擊關閉。通過布爾運算功能可以生成所需要的空心圓柱。

（6）用相同的方法創建外徑為 Parameters.r2，內徑為 Parameters.r2-Parameters.t2 的差積 001，此時差積 001 在默認位置。選中差積001，點擊轉動 ，將軸向的 x 坐標改為 1，軸向的 z 坐標改為0，角度改為 120°，點擊確定完成轉動操作。

（7）創建出剩余的桿件，轉動位置分別為：繞 y 軸轉動 120°、繞 x 軸轉動-90°、繞 y 軸轉動-90°。將所有部件做并集操作合并為整體，然后新建球體并將半徑綁定為 Parameters.r0 -Parameters.t0，最后取差積完成空心球節點建模。最終得到的模型如圖 ：

4、定義材料

（1）點擊菜單欄材料 →材料創建 ，進入材料定義窗口。

（2）在視圖工具欄選中從視圖中選擇體 按鈕，選中創建的實體，左側的組合瀏覽器目標體顯示選中的體，材料名稱使用默認的 CreatMaterial，材料類型默認為各向同性，依次輸入彈性模量和泊松比，點擊確定，完成材料定義。

5、網格劃分

（1）選擇結構實體，點擊工具欄網格 →單體剖分 按鈕。

（2）最大尺寸設為 20，精細度選擇中等，點擊確定，生成網格。

6、選擇分析類型，定義工況

（1）在左側選中生成的網格，點擊鼠標右鍵，選擇切換可見性，或者隱藏選中對象，網格 001 設置為隱藏模式，幾何實體可通過切換可見性設置為可見模式。
（2）在菜單欄選擇分析類型 ，點擊添加工況 ，分析類型選擇靜態，不修改任何參數，點擊確定。

7、邊界條件及載荷設置

（1）在菜單欄中選擇分析類型 →常規約束 ，進入邊界設置。

（2）在視圖工具欄中選中從視圖選擇面（Ctrl+F），選中柱的下表面，左側組合瀏覽器約束對象顯示所選中的面，在約束自由度選項選中 TX，Ty，TZ，點擊確定按鈕，完成邊界條件的設定。

（3）在菜單欄中選擇分析類型 →壓力 ，設置荷載。

（4）視圖中選擇桿的截面，兩個水平桿分別設置荷載為+1e5 和-1e5，兩個傾斜桿設置荷載為+2e5 和-2e5。

8、提交分析作業

在菜單欄分析類型下點擊分析 按鈕，將作業提交分析。分析完成后會出現保存 IBE 文件窗口，選擇目標文件夾，保存 IBE 文件。

9、結果

在菜單欄選擇結果 →云圖 ，在視圖工具欄選擇體，選中視圖中的體，物理量為 DISP，分量選擇 Magitude，顯示位移云圖。

可以用相同的方式顯示應力云圖。

10、App 開發

a. 點擊 App 開發器，進入仿真 App 開發界面。

b. 創建參數及視圖表單：

（1）點擊新建表單 ，把輸入/輸出以及命令中的操作全部添加到右側對話框中，如下圖。

（2）同理可以新建出 Form2~Form5，分別為幾何、網格、云圖、云圖 001。
（3）點擊 Form1，點擊表單對象 ，將左下角控件中的表單集合拖動到 Form1 中，在 Form1 中添加表單集合。然后單擊表單對象，在左邊原型框下降 Form2~Form5 從“可用”添加到“選定”。

（4）調節所有視圖和按鈕的位置，并修改其名稱，得到如圖所示的表單：

c. 設置主窗口及啟動類型。

點擊左側模型名稱下的主窗口，主表單選擇為參數及視圖，啟動類型設置為運行。

d. 預覽表單。對每個表單分別預覽，根據需求調整其布局。

e. 測試 App。點擊測試 App，對所建 App 功能進行測試。

f. 導出 App。測試 App 無誤后，導出 App，從而完成仿真 App 的全部開發過程。

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