简支梁有限元计算solidworks

Solidworks 有限元分析有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。

它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件），从而得到问题的解。

这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。

由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。

有限元是那些集合在一起能够表示实际连续域的离散单元。

有限元的概念早在几个世纪前就已产生并得到了应用，例如用多边形（有限个直线单元）逼近圆来求得圆的周长，但作为一种方法而被提出，则是最近的事。

有限元法最初被称为矩阵近似方法，应用于航空器的结构强度计算，并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。

经过短短数十年的努力，随着计算机技术的快速发展和普及，有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域，成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。

有限元方法与其他求解边值问题近似方法的根本区别在于它的近似性仅限于相对小的子域中。

20世纪60年代初首次提出结构力学计算有限元概念的克拉夫（Clough）教授形象地将其描绘为：“有限元法=Rayleigh Ritz 法＋分片函数”，即有限元法是Rayleigh Ritz 法的一种局部化情况。

不同于求解（往往是困难的）满足整个定义域边界条件的允许函数的Rayleigh Ritz 法，有限元法将函数定义在简单几何形状（如二维问题中的三角形或任意四边形）的单元域上（分片函数），且不考虑整个定义域的复杂边界条件，这是有限元法优于其他近似方法的原因之一。

对于不同物理性质和数学模型的问题，有限元求解法的基本步骤是相同的，只是具体公式推导和运算求解不同。

第二章简支梁有限元结构静力分析（实体单元）前言本文利用ANSYS软件中SOLID45实体单元建立简支梁有限元模型，对其进行静力分析与模态分析，来比较建模时不同约束方位的选择所带来的不同结果，以便了解和认识ANSYS 用于分析计算结果的方法。

2.1实体单元SOLID45介绍2.1.1SOLID45单元的几何描述：SOLID45单元用于构造三维实体结构。

单元通过八个节点来定义，每个节点有三个沿着XYZ方向平移的自由度UX、UY、UZ。

单元具有塑性，蠕变，膨胀，应力强化，大变形和大应变等能力。

SOLID45单元的几何描述如下图所示：图2.1SOLID45单元几何描述2.1.2SOLID45单元的结果输出：SOLID45单元的结果输出包括节点结果输出和单元结果输出，这些结果可以反映出结构整体以及局部的应力、应变、内力等参量，详细输出结果见下表：表2.1SOLID45单元的结果输出项名称定义S:X,Y,Z,XY,YZ,XZ应力S;1,2,3主应力S:INT应力强度S:EQV等效MISES应力EPEL:X,Y,Z,XY,YZ,XZ弹性应变EPEL:1,2,3主弹性应变EPEL:EQV等效弹性应变EPTH:X,Y,Z,XY,YZ,XZ平均热应变EPTH:EQV等效热应变EPPL:X,Y,Z,XY,YZ,XZ平均塑性应变EPPL:EQV等效塑性应变EPCR:X,Y,Z,XY,YZ,XZ平均蠕变应变EPCR:EQV等效蠕变应变EPSW:平均膨胀应变NL:EPEQ平均等效塑性应变NL:SRAT屈服表面上的迹应力和应力之比NL:SEPL从应力-应变曲线平均等效mises应力NL:HPRES静水压力FACE表面lableAREA表面面积TEMP表面平均温度EPEL表面弹性应变(X,Y,XY)PRESS表面压力S(X,Y,XY)表面应力(X轴平行于定义该表面的前面两个结点连接) S(1,2,3)表面主应力SINT表面应力强度SEQV表面等效mises应力LOCI:X,Y,Z积分点位置2.1.3SOLID45单元的参数设置：SOLID45单元可定义正交各向异性材料：即该单元属性允许材料的物理性能和力学性能在不同方向上具有不同的数值。

基于Solidworks的机床横梁有限元模态分析摘要：本文主要介绍如何使用solidworks设计机床零部件，并进行有限元分析。

关键词：solidworks 机床设计有限元分析笔者公司近期研发的一款机床，采用工作台固定不动，x/y轴使用十字滑台的结构。

在加工过程中，刀具在xyz三个方向运动，从而可以实现三轴高速运动，同时工作台可以承载大的负荷。

为了保证机床具有良好的动、静态性能，并尽可能减轻其重量，就要进行精密的理论计算。

这里将利用solidworks软件对机床支承件中的横梁进行有限元分析，计算出该零件的固有频率和振型。

一、当前常用的有限元分析软件及其特点目前对机械零件进行有限元分析一般采用通用有限元分析软件，如ansys、marc等。

它们拥有丰富完善的单元库、材料模型库和求解器，可以独立完成多学科、多领域的工程分析问题。

其缺点是几何建模功能不强，无法完成复杂模型的建模，需要通过标准数据接口将建好的模型导入，然后进行计算。

但是在模型转换过程中常常会出现一些问题，特别是复杂模型导入后会出现一些面和线的丢失、无法对模型中的一些特征进行网格划分等问题。

所以在模型转换后，要花费大量的时间和精力在有限元软件中进行几何模型修补工作，这必然导致模型的不一致且增加了额外的工作量。

solidworks是世界上第一个基于windows开发的三维cad系统，并且集成了cae模块，可以直接对其生成的几何模型进行有限元分析。

由于solidworks具有强大的参数化功能，那么在有限元分析中就可以利用该优点进行模型的优化设计。

二、机床横梁有限元模型的建立和计算1.建立几何模型（如图1）图12.定义材料属性机床横梁是机床支承件中的重要部件，其在工作时承受十字滑鞍、滑枕和主轴头的巨大压力，必须具有较高的强度，所以材料选为灰铸铁ht300。

根据相关资料，ht300的质量密度为7300；弹性模量为1.43e11；泊松比为0.27。

在模型树中右键单击模型名称，在弹出的菜单中点击【材料】→【编辑材料】命令选项，并在其中定义上述材料属性。

Solidworks有限元分析介绍Solidworks有限元分析（Finite Element Analysis，简称FEA）是一种用于模拟和分析物体结构行为的方法。

它可以帮助工程师们更好地了解产品的性能、强度和耐久性，从而优化设计并减少开发成本。

本文将介绍Solidworks有限元分析的基本概念、步骤和应用场景，并提供一些实际案例来说明其实际应用。

有限元分析的基本概念有限元分析是一种将复杂结构离散化为多个小元素（也称为有限元）的方法，然后对每个小元素进行计算并将其整合到整个结构中的解析技术。

它基于物体受力平衡原理和材料力学行为，利用数值方法求解一系列线性或非线性方程，从而得出结构的应力、变形和振动等特性。

在Solidworks中，用户可以通过插件或内置功能进行有限元分析。

用户需要先导入或创建结构的CAD模型，然后将其转换为有限元模型。

然后，用户可以定义加载条件、约束条件和材料属性等，进行分析并获取结果。

有限元分析的步骤有限元分析通常需要以下步骤：1.导入或创建CAD模型：用户可以通过Solidworks的CAD工具导入现有模型，或使用其设计功能创建新的模型。

2.网格划分：将结构离散化为多个小元素，通常是三角形或四边形的网格。

Solidworks可以自动进行网格划分，也可以手动调整网格密度。

3.定义边界条件：用户需要定义加载条件和约束条件。

加载条件可以是力、压力、温度等，约束条件可以是固定支撑、固定位移等。

4.定义材料属性：用户需要指定每个小元素的材料属性，如杨氏模量、泊松比等。

Solidworks提供了常见材料的数据库，用户可以选择合适的材料。

5.运行分析：用户可以定义分析类型和求解器选项，然后运行有限元分析。

Solidworks会根据用户的设置计算结构的应力、变形和振动等特性。

6.结果分析：分析完成后，用户可以通过Solidworks提供的结果查看工具，如色标图、图表和动画等来分析结果。

用户可以根据结果进行优化设计或验证设计的准确性。

solidworks有限元分析使用方法solidworks有限元分析应用于机械、汽车、家电、电子产品、家具、建筑、医学骨科等产品设计及研发。

其作用是：确保产品设计的安全合理性，同时采用优化设计，找出产品设计最佳方案，降低材料的消耗或成本; 在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题; 模拟各种试验方案，减少试验时间和经费; 是产品设计研发的核心技术。

看板网根据超过十年的项目经验和培训经验，提醒各位朋友，有限元分析，不同于绘图。

以下是看板网总结的solidworks有限元分析使用方法，希望对大家有用。

一、软件形式：（一）solidworks的内置形式：SimulationXpress——只有对一些具有简单载荷和支撑类型的零件的静态分析。

（二）SolidWorks的插件形式：SimulationWorksDesigner——对零件或装配体的静态分析。

SimulationWorksProfessional——对零件或装配体的静态、热传导、扭曲、频率、掉落测试、优化、疲劳分析。

SimulationWorksAdvancedProfessional——在SimulationWorksProfessional的所有功能上增加了非线性和高级动力学分析。

（三）单独发行形式：Simulation DesignSTAR——功能与SimulationWorks Advanced Professional相同。

二、使用FEA的一般步骤：FEA=Finite Element Analysis——是一种工程数值分析工具，但不是唯一的数值分析工具！其它的数值分析工具还有：有限差分法、边界元法、有限体积法等等。

（一）建立数学模型有时，需要修改CAD几何模型以满足网格划分的需要，（即从CAD几何体→FEA几何体），共有下列三法：1、特征消隐：指合并和消除在分析中认为不重要的几何特征，如外圆角、圆边、标志等。

2、理想化：理想化是更具有积极意义的工作，如将一个薄壁模型用一个平面来代理（注：如果选中了“使用中面的壳网格”做为“网格类型”，SimulationWorks 会自动地创建曲面几何体）。

有限元大作业计算
依据已知条件，将梁转化为平面实体模型，可得梁的面荷载等效为4000N/m，弹性模量为28E9N/㎡，泊松比为0.16，梁长8m，高1m，定义实体模型厚度为0.4m。

利用solid材料选项命令建立实体模型，添加各项材料属性，建立实体模型后，以0.1m作为单元长度进行剖分，在模型中轴线左端加上位移X和Y方向的约束，右端加上位移Y方向的约束，加上4000N/m的线荷载后进行模型求解，通过后处理器中PLOT命令导出计算应力云图（如图1所示）和位移图（如图2所示），通过query命令中的Subgrid Solu命令对下边中点处的应力值进行提取（如图3所示）。

图1 实体单元建模应力云图
图2 实体单元建模位移图
图3 实体单元建模中值点应力值
采用beam命令对进行梁单元材料定义，并输入对应参数，之后进行对应建模计算，导出计算结果，应力云图（如图4所示）、位移图（如图5所示）和中
值点应力值（如图6所示）。

图4 梁单元建模应力云图
图5 梁单元建模位移图
图6 梁单元建模中值点应力值
可知，在实体单元建模中，中点处位移为：m 410954.0-⨯，中点处应力值为：192655N/㎡；在梁单元建模中，中点处位移为：m 310227.0-⨯，中点处应力值为：457840N/㎡。

（手算结果见附页）
姓名：吴 小 超
学号：2140720060
班级：研1420班
任课教师：简 政。

进行有限元分析时简支梁约束条件的确定王得胜;程建业;高国富【摘要】为使用三维单元对简支梁进行有限元分析,结合简支梁支座的约束特点,提出建立与梁截面中性层重合的基准平面,并用此基准平面与梁的两个端面生成的分割线作为约束对象,对固定铰链端的分割线施加固定约束,对活动铰链端的分割线施加梁端平面内的移动约束的方法,可实现有限元分析中对三维模型的约束功能与材料力学中简支梁的支座约束功能一致.通过与材料力学的计算结果比较可知,这种施加约束的方法,能够获得正确的有限元计算结果,从而为简支梁的有限元分析提供了重要参考.【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(033)002【总页数】5页(P177-181)【关键词】简支梁;铰链;有限元分析;约束条件【作者】王得胜;程建业;高国富【作者单位】河南理工大学机械与动力工程学院,河南焦作454000;郑州煤炭工业技师学院,河南新郑451150;河南理工大学机械与动力工程学院,河南焦作454000【正文语种】中文【中图分类】TP391.41按照材料力学的理论，当作用在直杆上的外力与杆的轴线垂直时(一般称为横向力)，直杆的轴线由原来的直线弯成曲线，这种变形称为弯曲，以弯曲变形为主的杆件称为梁.在进行梁的强度和刚度计算时，必须对其几何形状、约束和载荷进行简化.梁受到作用在其对称平面内的载荷后，在对称面内可能有3种刚体位移，即沿梁轴线及其垂直方向的移动和在对称面内绕其端点的转动.因此，必须有支座来约束梁的运动，约束的数目至少能够阻止上述3种位移，使支座处的约束反力与载荷组成一个平衡的平面力系.根据支座能够提供的约束反力将支座分为固定铰链、活动铰链和固定端3种类型.其中固定铰链约束沿梁轴线及其垂直方向的位移，但允许绕支座中心产生转动；活动铰链允许有沿梁轴线的微小位移和绕支座中心的转动，但约束了梁轴线垂直方向的位移；固定端则约束了全部位移(移动和转动)，接近于绝对固定.在实际工程中的支座，可能对某一方向的运动既不能完全阻止，而又有一定的阻力，这时需要根据实际情况近似地简化成典型支座进行计算.如一根传动轴，如果一端的支承轴承的宽度比较窄且无止推功能，它基本上不能阻止轴在其轴线平面内的微小转动与沿轴线的移动，此时将其简化为活动铰链.如果支承轴承的宽度较窄但有止推功能，则可简化成固定铰链.简化后得到的力学模型，若是一支座为活动铰链，而另一支座为固定铰链的梁，则称其为简支梁；若直杆两端均伸出支座之外，称为外伸梁；若只有一端为固定端则称为悬臂梁.这种简化因未考虑构件截面形状和尺寸的变化，可认为是一种宏观力学模型.随着计算机辅助设计技术的发展，有限元分析技术已经成为机械设计领域的重要手段.不仅是ANSYS，ADINA，ABAQUS，MSC等知名软件的应用越来越广泛，而且在SOLIDWORKS，PROE和UG等三维设计软件中也融入了有限元分析功能，为评估机械系统或零件的结构与尺寸的合理性提供了方便[1-7].有限元分析是一种数值计算方法，在求解构件或零件的应力和变形时，不是去求出准确的连续函数，而是将构件或零件先划分成若干个单元(如平面问题的三角形，空间问题的四面体等)，并设法求出节点(单元的顶点)的位移，其它各点的位移表示成单元顶点位移的插值函数，从而获得一个近似的位移分布.如果划分的单元足够多，且分布的位置也比较恰当，则可得到足够准确的解答[8-12].与材料力学中的模型相比，有限元分析是用微小尺寸的模型来表示较大尺寸构件的力学参数，可以认为是一种微观力学模型.使用有限元分析软件对构件进行有限元分析时，一般要经过建立构件的三维模型，选取材料，选择单元形式，划分网格，确定边界条件(包括施加载荷与约束)，进行计算以获得相关数据，查看结果等步骤.虽然材料、单元形式等对计算精度有一定影响，但因其主要取决于软件的功能，使用者能够干预的因素较少，而边界条件(包括载荷与约束条件)会随着使用者的水平不同对结果数据产生较大的影响.因此，本文主要结合简支梁支座的约束特点，讨论使用三维单元对简支梁进行有限元分析时确定约束条件的方法和步骤.简支梁是按材料力学理论确定的计算模型，如图1所示是受均布载荷的简支梁，若从有限元分析的角度考虑，它是一种平面模型，在图1坐标系的x轴方向(图1中未示出x轴)没有移动，也没有绕y轴和z轴的转动，A端的固定铰链约束了2个自由度(即沿z轴和y轴的移动)，保留了绕A点(实质上是过A点垂直于yz平面的轴，下同)的转动，B端为活动铰链，约束了沿y轴的移动，保留了沿z轴的移动和绕B点的转动.在进行有限元分析时，简支梁支座的这些特点是对A和B端施加约束条件的重要依据.在目前常用的有限元分析软件中，用于简支梁有限元分析的单元类型可归纳为2大类：二维和三维单元.二维单元如ANSYS中的BEAM3，BEAM23和BEAM54等，三维单元如ANSYS中的BEAM4，BEAM24和BEAM344等，另外，实体单元SOLID45等也可以作为简支梁有限元分析的单元.不同类型的单元需要使用者定义的参数数量和类型各不相同，需要定义的支座自由度约束数量和类型也不同.对于等截面的直杆，若采用BEM3梁单元，两端支座简化为节点，只需对模型(显示为一段线段)两个端点的自由度进行约束即可.这类单元虽然计算速度快，结果数据正确，但不能显示梁截面上的应力(应变)分布情况，不能用于求解梁截面变化较大或需要考察梁截面上应力分布情况的问题.在SOLIDWORKS，PROE和UG等三维设计软件中的有限元分析插件，利用设计软件建立三维模型的优势，实现了三维模型建立与有限元分析的无缝对接.例如，在SOLIDWORKS三维设计软件中，其有限元分析插件专门设立了“视为横梁”选项，并提供了铰链约束，计算后查看结果的图形虽然是三维的，但仍然没有清楚表明梁截面上的应力分布情况如图2所示.为了考察梁截面上应力或应变的分布情况，必须使用三维单元对简支梁进行有限元分析.由于构件具有一定的尺寸，而且单元是在整个研究域内划分的，所以，确定约束的类型和施加位置就成为能否获得正确数据的关键.本文利用SOLIDWORKS 三维设计软件中的有限元分析插件的相关功能，说明对简支梁进行有限元分析时确定约束条件的方法.3.1 简支梁有限元模型的建立设图1所示简支梁的截面为正方形(100 mm×100 mm)，梁的跨度l=600 mm，均布载荷强度q=100 N/mm，为利用SOLIDWORKS三维设计软件中的有限元分析插件进行计算，首先建立三维模型，将坐标原点设置在梁截面的形心上，并利用基准平面在简支梁两截端面上添加分割线，以作为施加约束条件的对象，如图3所示.分析可知，为使进行有限元分析时的约束条件与材料力学规定的简支梁支座特点一致，在对三维模型施加约束时，只能选择两端面的边线或分割线作为约束对象，而不能选择三维模型中的其它面要素或体要素.对于固定铰链，使约束对象固定，可实现固定铰链的约束功能；对于活动铰链，使约束对象在y和x方向的位移为0，实现活动铰链的约束功能.将图1中的分布载荷，转化为p=1 N/mm2的压强施加于梁三维模型的上表面上，从而完成简支梁的三维建模.3.2 不同约束条件的有限元分析结果3.2.1 对两端面上缘边线施加约束的情况当在简支梁两端面上缘边线施加约束时，简支梁的弯曲应力云图和沿梁长度方向的应力分布如图4所示.从图4可以看出，简支梁的上缘为压应力，下缘为拉应力，在梁的中部对称截面上，压应力具有最小值而拉应力具有最大值，其绝对值均接近27 MPa，但上缘的应力分布在接近两端附近出现较大波动.3.2.2 对两端面分割线施加约束的情况在载荷不变的情况下，在简支梁两端面分割线施加约束，简支梁的弯曲应力云图和沿梁长度方向的应力分布如图5所示.从图5可以看出，简支梁的上缘为压应力，下缘为拉应力，在梁的中部对称截面上，压应力具有最小值而拉应力具有最大值，其绝对值均接近27 MPa，上缘和下缘的应力分布在接近两端附近均比较平滑，没有明显的波动.3.2.3 对两端面下缘边线施加约束的情况仍然保持载荷不变，在简支梁两端面下缘边线施加约束，简支梁的弯曲应力云图和沿梁长度方向的应力分布如图6所示.从图6可以看出，简支梁的上缘为压应力，下缘为拉应力，在梁的中部对称截面上，压应力具有最小值而拉应力具有最大值，其绝对值均接近27 MPa，下缘的应力分布在接近两端附近具有较大的波动，且波动的规律基本与上缘相同.根据计算条件，按照材料力学理论容易算出，上述简支梁的最大弯矩为梁的抗弯截面模量为梁危险截面(中部对称截面)上的最大弯曲应力(绝对值)为对比图4-图6可知，在载荷条件不变的情况下，3种约束条件下的计算结果在危险截面上的最大应力值基本相同，且均接近按照材料力学计算的理论值，说明这种简支梁有限元分析模型是有效的.但是，无论是把两端面的上缘边线还是下缘边线作为约束对象，与约束对象处于同一表面的弯曲应力的分布在两端面附近都会出现较严重的波动，这种现象是不符合材料力学的理论分析结果的，而只有以两端面对称分割线作为约束对象时，弯曲应力的分布规律才与材料力学理论分析结果基本一致.这种情况并非偶然，由材料力学理论可知，此例中两端截面上的分割线正是两端面的中性轴，而用于产生分割线的基准平面正是梁的中性层.对于简支梁来说，建立约束的本质实际上就是在中性层上对约束目标进行约束.因此，对于任意截面形状的简支梁来说，要实现简支梁的固定铰链和活动铰链约束，首先应该建立梁两端截面的中性轴，然后约束固定铰链端中性轴的全部移动自由度，约束活动铰链端的中性轴在端面内的移动自由度，即可实现简支梁两端支座的约束功能.上述讨论虽然是以方形截面的简支梁为对象，但所得结果对于其它截面形状的简支梁也是适用的.分析方形截面梁的有限元计算过程，可归纳出对任意截面形状的简支梁进行有限元分析的一般步骤如下.(1)建立梁的三维模型.(2)根据梁的截面形状确定其中性层，建立与中性层重合的基准平面.(3)利用与中性层重合的基准平面与梁两端面的交线，生成端面分割线(中性轴).(4)对固定铰链端的分割线施加固定约束，对活动铰链端的分割线施加端平面内的移动约束.(5)对直杆施加载荷.(6)划分单元.(7)进行计算.(8)查看计算结果.其中步骤(1)～(5)本质上就是建立简支梁的三维有限元分析模型的步骤.简支梁是一类最常见的应用广泛的力学模型，如机械系统中部分传动轴，建筑设计中的承重梁等，一般都可简化为简支梁模型.采用有限元分析方法分析简支梁的应力和变形分布规律，可以使技术人员对梁结构设计的合理性进行评价，对梁的结构尺寸进行优化.另外，为了对简支梁的设计质量具有更深入的了解，有时还需要分析简支梁的动态特性和疲劳寿命等，因此正确建立简支梁的三维有限元分析模型，对于简支梁的计算机辅助设计具有重要实际意义.本文将材料力学理论与有限元分析软件的功能相结合，提出对梁端面的中性轴进行约束，以实现简支梁支座约束功能的方法，解决了有限元分析中实现固定铰链和活动铰链约束的技术难题，为简支梁的有限元分析和获得正确的计算结果奠定了基础.E-mail：***************.cn【相关文献】[1] 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简支梁有限元计算solidworks简支梁是一种常见的结构形式，它在两端固定，中间自由悬挂。

在实际工程中，我们经常需要对简支梁的强度和刚度进行分析，以确保其在工作条件下的安全可靠性。

有限元分析是一种常用的方法来解决这个问题。

在solidworks中进行简支梁的有限元分析，首先需要建立模型。

可以通过绘制二维或三维的梁结构来建立模型，并定义材料属性和边界条件。

solidworks提供了丰富的建模工具和材料库，可以方便地创建和编辑模型。

建立完模型后，接下来需要进行网格划分。

有限元分析将结构划分为有限个单元，所以需要将模型进行网格划分，将其分解为多个小单元。

solidworks提供了自动网格划分和手动网格划分两种方式，用户可以根据需要选择合适的划分方式。

完成网格划分后，就可以进行边界条件的定义。

简支梁的两端固定，中间自由悬挂，所以需要定义悬挂点的边界条件。

solidworks提供了各种边界条件的选项，包括固定支撑、弯矩、载荷等，用户可以根据实际情况选择合适的边界条件。

定义好边界条件后，就可以进行求解了。

solidworks会根据模型、网格和边界条件，利用有限元方法求解梁结构的应力、应变和位移等参数。

求解的结果可以通过色彩图、矢量图等方式进行可视化显示，帮助用户直观地了解结构的行为。

有限元分析的结果可以用来评估简支梁的强度和刚度。

通过分析应力和应变的分布情况，可以判断结构是否存在高应力或应变集中的问题。

通过分析位移和变形情况，可以判断结构是否存在过大的变形或挠度。

如果分析结果不满足设计要求，可以通过调整材料、几何形状或边界条件等方式进行优化设计。

solidworks软件中的有限元分析功能可以帮助工程师对简支梁进行强度和刚度分析。

通过建立模型、网格划分、定义边界条件和求解等步骤，可以得到简支梁的应力、应变和位移等参数。

这些结果可以用来评估结构的性能，并指导设计优化。

有限元分析在工程设计中具有重要的应用价值，可以提高产品的可靠性和安全性。

Solidworks有限元分析教程1. 准备模型：首先在Solidworks中创建需要进行有限元分析的三维模型。

模型可以是机械零件、结构构件、流体装置等。

确保模型的几何形状和尺寸都准确无误。

2.设置边界条件：定义边界条件是有限元分析的关键。

通过固定边界、施加力或位移、设置流体边界等方式，将模型恰当地约束和加载。

这些边界条件将影响模型的实际应力和变形情况。

3. 网格划分：有限元分析将模型离散为许多小单元，称为单元网格。

网格划分的质量对分析结果的准确性和计算效率至关重要。

Solidworks提供了多种单元类型和划分方法选择，如四边形单元、三角形单元、六面体单元等。

4.材料属性：为了准确描述材料的性能，需要为模型定义适当的材料属性。

包括杨氏模量、泊松比、线膨胀系数等。

这些参数将直接影响分析结果，如应力和变形。

5. 完成有限元分析：设置完边界条件、网格划分和材料属性后，可以进行有限元分析。

Solidworks提供了多种求解器和分析工具，可以计算模型在加载下的应力、变形和位移等信息。

6.结果评估和优化：有限元分析生成的结果包括应力云图、位移云图、变形云图等。

通过分析这些结果，可以评估模型的性能和瓶颈，进行优化和改进。

根据分析结果，可以对模型的材料、几何形状、设计参数等进行调整和优化。

总之，Solidworks有限元分析是一种非常有用的工程工具，可以帮助工程师评估和优化设计方案。

通过准确设置边界条件、网格划分和材料属性，进行有限元分析并评估结果，工程师可以更好地理解模型的性能，并进行针对性的改进。

这些步骤和方法将确保分析结果的可靠性和准确性，提高设计工作的效率和效果。

solidwork有限元分析案例有限元分析，对于设计而言，是非常有必要的手段，能够使设计师提前评估设计的合理性，大大缩减了设计的成本，那么solidwork有限元分析怎么做呢？操作流程简单分为五步如下：第一步，添加模型材料；第二步，添加模型约束；第三步，划分网格；第四步，进行分析；第五步，查看，分析结果；具体操作流程，请查看以下步骤•电脑•solidwork（需要安装有simulation的有限元分析插件）方法/步骤1.1solidwork新建实体模型2.2打开工具-插件-勾选solidwork simulation（有限元分析插件）3.simulation插件出现在横向导航栏中4.点击左上角“新算例”，新建有限元分析算例，分析类型有非常多，这里选择最常用的“静应力分析”，点击确认5.第一步，点击“应用材料”，添加模型材料，每种材料的性能参数都是不一样的，能够承载的能力也不同，因此，添加材料，应力分析才有意义，添加材料“不锈钢304”6.第二步，点击“夹具顾问下拉菜单”，选择“固定几何体”，添加模型约束，选择零件的下表面，作为固定面，确定。

7.第三步，对零件进行网格划分，点击“运行此算例”-“生成网格”调节划分粗糙度（电脑配置好，可调高点）-生产网格划分8.第四步，添加载荷，点击“外部载荷”-“力”，选择上表面为载荷面，修改负载的数值，确定9.第五步，运行算例，生成分析结果1.应力分析，变形是以夸张的形式表现出来，实际零件是安全的，不锈钢屈服应力为2.068e+008N/m^2,虽然红色部分为3.581e+005N/m^2，远远小于能够承受的屈服应力10.右键点击选择应力，设定-图表选项，勾选显示最大、最小注解，可以将零件最大、最小应力显示出来，可以清楚了解零件最大应力位置以及数值，为设计提供参考11.零件位移情况，从受力面往下，位移量越来越大，但是位移量最大植只有3.280e-006mm，显然是小到可以忽略不计的12.零件应变情况，最大值为1.341e-006，也是可以小到可以忽略不计END注意事项•此案例，负载仅为500N，相对来说是非常小的，有兴趣可以增加负载，或者更改材料，可能会观察到有意思的结果！。

SolidWorks有限元分析流程对于很多专业，在进行设计完成后，为了缩短开发周期，往往需要配合仿真结果进行，机械行业更是如此。

平时大家多采用专业有限元仿真软件进行仿真分析，如ANSYS；不过SolidWorks软件因为制图简单，同时存在专用的有限元仿真模块Simulation，对于初学者往往更加适用，下面简单介绍下SolidWorks Simulation仿真流程。

分析流程关键步骤如下：（1）创建算例；对模型的每次分析都是一个算例，一个模型可以包含多个算例。

（2）应用材料；指定模型的材料属性，如铝合金、钢材等，同时对屈服强度等进行设定或者默认值。

（3）添加约束；模拟真实情况下模型的装夹安装方式，对模型添加夹具进行约束。

（4）施加载荷；对现实工况环境下作用在模型上的载荷进行集中体现。

（5）划分网格；对模型进行离散化，便于得到精确的解值。

（6）运行分析；求解模型中的位移、应力、应变等。

（7）分析结果；进行分析结果的解释和应用。

实例分析2.1 创建算例首先需要建立一个模型，或者打开一个绘制好的需要仿真的模型，然后如下图所示，按照箭头指示，鼠标左键点击1，然后点击2所示的SolidWorks Simulation按钮；接着鼠标左键点击3，然后点击4；建立新的算例；按照自己需要的项目进行生成指定的算例，本设计基于静力学进行仿真，按下图操作；这个时候一个新的算例就生成了，如下图所示；2.2 应用材料鼠标左键点击“应用材料”按钮，会生成如下图箭头指示2所示界面，然后选定需要的材料，在箭头3所示处查看材料属性，无误后，点击箭头4所示的应用，然后点击箭头5所示的关闭按钮，这个时候，材料赋值完成。

2.3 添加约束点击夹具顾问进行模型的约束添加，不进行详述；如下图进行了模型的固定操作；2.4 施加载荷点击外部载荷顾问，进行载荷施加，如力、扭矩等；值得一提的是，一定要施加和工况情况下一致或者可以替代的力的形式和作用位置；如下图，对模型一面施加一个数值为1000N的压力；如下图，对模型施加一个数值为1000N的拉力；如下图，对模型施加一个面的拉压力；2.5 划分网格划分网格一直是有限元仿真中对结果影响最大的一步；如下图所示，点击运行此算例下拉菜单中的生成网格按钮，会出现网格设置界面；在网格设置界面，分别网格参数进行选择，最多的是选用基于曲率的网格，主要是在该模式下算法能够生成可变化单元大小的网格，有利于在几何体的细小特征处获得精确的结果。

SolidWorks有限元分析引言SolidWorks是一款常用的计算机辅助设计（CAD）软件，它提供了丰富的工具和功能来进行产品设计和分析。

其中的有限元分析（Finite Element Analysis，简称FEA）功能为工程师提供了一种模拟和分析产品性能的方法。

本文将介绍SolidWorks的有限元分析功能，并详细探讨其应用和优势。

什么是有限元分析（FEA）？有限元分析是一种数值方法，用于解决复杂的物理问题。

它将复杂结构分割成小的、简单形状的区域（有限元），然后通过对这些小区域进行数值计算来近似求解整个结构的行为。

有限元分析在工程设计和科学研究中被广泛应用。

它可以预测结构在受力情况下的变形、应力和振动等物理特性。

通过有限元分析，工程师可以在设计阶段快速评估产品的性能，并优化其结构，以满足设计要求。

SolidWorks有限元分析功能的特点SolidWorks的有限元分析功能是其强大工程设计工具的重要组成部分。

以下是SolidWorks有限元分析功能的一些特点：集成性SolidWorks提供了与自身设计环境完全集成的有限元分析工具。

这意味着用户可以在SolidWorks界面中直接进行有限元分析，无需另外安装其他软件或切换到其他界面。

直观的前处理SolidWorks的有限元分析功能提供了直观的前处理工具，使用户能够快速定义材料属性、约束和加载条件。

通过简单的拖放和点击操作，用户可以定义结构的几何形状、材料属性和物理限制。

自动网格生成在有限元分析中，网格是将结构分割成小区域的关键步骤。

SolidWorks的有限元分析功能可以自动生成高质量的网格。

用户只需设置一些基本参数，SolidWorks就能自动生成适用于分析的网格。

多种分析类型SolidWorks的有限元分析功能支持多种分析类型，包括静态、动态、热分析等。

用户可以根据实际需求选择合适的分析类型进行模拟。

结果可视化有限元分析的结果可以通过可视化的方式呈现，包括应力分布、位移和振动模态等。

基于SolidWorks Simulation钢结构梁的有限元分析作者：李传军来源：《科学与财富》2018年第36期摘要：以跨距10m的钢结构梁为研究对象，采用SolidWorks 结构构件完成三维模型，采用SolidWorks Simulation有限元分析软件进行有限元分析，确定钢结构梁的变形量、安全系数、应力和位移的变化情况。

关键词：小型钢结构梁、有限元、变形量、安全系数、应力和位移0 前言钢结构梁结构简单，应用范围广，有必要钢结构梁进行受力分析，获取其变形量、应力、安全系数、位移分布规律，确定最大应力、应变位置，合理设计钢结构梁。

1 钢结构梁的主要参数以跨距10m的钢结构梁为例，主体结构选用矩形管100*50*3.5支撑矩形管选用50*30*2.6通过对三维绘图软件SolidWorks的二次开发，在其中成功嵌入了SolidWorks simulation有限元分析插件，将SolidWorks的模型直接导入simulation中。

2.框架梁的计算依据（1）力学参数材料的屈服强度σ=220mpa（2）计算数据a.钢结构梁实际跨距10.44米，根据钢结构设计规范钢结构梁在自重的作用下，最大允许挠度值为L/400=10440/400=26.1mm>9.5mm（计算值）所以安全。

b.起拱值不大于：L/300=10440/300=34.8mm，参照一般钢结构起拱，一般在桁架结构中常见，跨度小于25m时要求起拱L/300。

即：10440/500=34.8mm，取起拱值35mm。

c.根据风载荷标准值公式：wk=βzusuzW0=1*1.3*0.74*0.4=0.385Kpa当地的基本风压0.4Kpa 。

由于是钢结构梁且跨度为10.44m，风压对钢结构梁造成的压力远远小于框架自重，所以，此钢结构梁只考虑自重。

（3）分析步骤利用SolidWorks simulation框架梁进行新建算例分析。

a.计算框架梁结构构件的结点组b.添加固定几何体c.添加自身重力d.生成网格简化模型，由于钢结构梁总长度为12900mm，本身不是很长，所以划分密度应稍细致一些，便于分析如图1。

solidworks有限元分析步骤
1.添加模型材料
2.固定几何体
点击“夹具顾问下拉菜单”，选择“固定几何体”，添加模型约束，选择零件的下表面，作为固定面，确定。

3.进行网格划分
点击“运行此算例”“生成网格”调节划分粗糙度，生产网格划分。

4.4
添加载荷
点击“外部载荷”“力”，选择上表面为载荷面，修改负载的数值，确定。

前桥教育：专注设计，培养设计人
solidworks钣金设计,非标机械设计培训,PLC电气设计培训。

前桥教育是一个在线培训机构。

主要从事非标机械设计相关培训。

针对一些想要在机械行业有所作为的人群而定制的系统化教学。

目前为止我们开通了：软件班，钣金设计班，非标机械班，西门子plc和三菱plc等课程。

我们的教学方式
白天全职老师在线解答晚上上课，没有时间上课的我们是有录制视频供你下载观看的工作中或者设计上遇到问题我们这边都是给予解答的。

有问题随时提问。

报名成为我们的会员以后，我们这边有专业的解答群，全职老师在线解答。

报名以后老师的电话，微信，QQ号等信息都是发给学员的。

solidworks有限元分析有限元分析是solidworks软件中非常强大的一个功能，如果要使用好这个功能必须结合自身的很多知识才能运用好，有限元分析不同于绘图，它需要有材料力学、理论力学、高等数学的基础，下面就给大家简单介绍进行有限元分析的方法和步骤。

solidworks有限元分析solidworks有限元分析应用于机械、汽车、家电、电子产品、家具、建筑、医学骨科等产品设计及研发。

其作用是：确保产品设计的安全合理性，同时采用优化设计，找出产品设计最佳方案，降低材料的消耗或成本; 在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题; 模拟各种试验方案，减少试验时间和经费; 是产品设计研发的核心技术。

看板网根据超过十年的项目经验和培训经验，提醒各位朋友，有限元分析，不同于绘图。

以下是看板网总结的solidworks有限元分析使用方法，希望对大家有用。

一、软件形式：（一）solidworks的内置形式：SimulationXpress——只有对一些具有简单载荷和支撑类型的零件的静态分析。

（二）SolidWorks的插件形式：SimulationWorks Designer——对零件或装配体的静态分析。

SimulationWorksProfessional——对零件或装配体的静态、热传导、扭曲、频率、掉落测试、优化、疲劳分析。

SimulationWorks AdvancedProfessional——在SimulationWorksProfessional的所有功能上增加了非线性和高级动力学分析。

（三）单独发行形式：Simulation DesignSTAR——功能与SimulationWorks Advanced Professional相同。

二、使用FEA的一般步骤：FEA=Finite Element Analysis——是一种工程数值分析工具，但不是唯一的数值分析工具！其它的数值分析工具还有：有限差分法、边界元法、有限体积法等等。