Как сделать пружину в солиде

Как сделать пружину в солиде

В чем выгода для меня?

https://silverparket.com от чего зависит стоимость укладки паркета.

Проектирование винтовых цилиндрических пружин сжатия в SolidWorks.

Анализ поисковых запросов на сайте www.solidworld.ru привел нас к выводу, что значительная часть наших посетителей нуждается в кратком руководстве по созданию 3d-модели пружины в программе SolidWorks. Несмотря на кажущуюся простоту, создание подобной модели, отвечающей всем требованиям ГОСТ, имеет ряд нюансов, первоочередным из которых является отсутствие общего представления об устройстве пружины. Да-да, именно устройстве! Так как мы преследуем цель создания реалистичного изделия, для начала нам потребуется выяснить, так что же мы должны начертить?

Вначале статьи общая информация: основным свойством пружин является способность накапливать энергию за счет наличия упругих деформаций, которые вызваны действующей нагрузкой, а после прекращения действия этой нагрузки, пружина в состоянии отдавать накопленную энергию и восстанавливать свою первоначальную форму. Различают следующие типы пружин: винтовые, цилиндрические, пружины растяжения и сжатия; тарельчатые пружины; рессоры; кольцевые пружины; пружины кручения; плоские спиральные пружины.
Основные конструктивные размеры пружины сжатия возьмем из справочника конструктора-машиностроителя В.И.Анурьева, том 3. Спроектируем пружину сжатия для станочных приспособлений (по ГОСТ 13165-67). Технические требования для пружины: направление навивки пружины – правое; поджатые и прошлифованные участки опорных витков должны составлять не менее 3/4 окружности витка; пружины с прошлифованными опорными витками не должны иметь качки при установке пружины на плоскость; острые кромки притупить; предельное отклонение от перпендикулярности опорных поверхностей пружины в свободном состоянии к оси пружины не должно превышать 2,0 мм на каждые 100 мм.

Проектируемая пружина имеет следующие размеры: наружный диаметр пружины – D=16 мм, диаметр проволоки – d=1,6 мм, шаг пружины t=6,0 мм, высота пружины в свободном состоянии – H0=95 мм.
Итак, приступим к проектированию пружины сжатия – для этого создадим новую деталь командами Файл – Новый, либо сочетанием клавиш Ctrl+N. Выберем плоскость Спереди (Front) и на панели инструментов Элементы, раскроем команду Кривые и выберем Геликоид и спираль или последовательным нажатием Вставка, Кривая, Геликоид/Спираль. В появившемся эскизе из центра начала координат начертить окружность диаметром D*=16 мм и завершим команду. В свойствах спирали можно выбрать следующие параметры: определения (шаг и вращение, высота и вращение, высота и шаг, спираль); параметры (постоянный и переменный шаг, высота, шаг, вращение, реверс направления, начальный угол). Введите параметры, представленные на рисунке 1 и завершите команду.

Рисунок 1 – Параметры спирали

Далее необходимо выбрать плоскость Сверху (Top) и из начала спирали начертить окружность диаметром, равным диаметру проволоки d=1,6 мм (рисунок 2). Закрываем эскиз. Теперь траектория и профиль для создания пружины готовы. Используя команду Вытянутая бобышка (Вставка – Бобышка/Основание – По траектории) необходимо «вытянуть» окружность диаметром d=1,6 мм, вдоль созданной спирали.

Рисунок 2 – Построение профиля пружины

Для этого выбираем команду Вытянутая бобышка, в поле профиль выбираем эскиз с окружностью диаметром d=1,6 мм, а в поле маршрут (направление) выбираем спираль. В предварительном просмотре можно увидеть очертание пружины. Завершаем команду – получилась заготовка для пружины (рисунок 3).

Согласно ГОСТ, выполнение рабочих чертежей пружин сжатия происходит следующим образом: с каждого конца должно быть поджато не менее 3/4 витка и подшлифовано не менее 3/4 окружности опорными поверхностями.
«Прошлифуем» в модели пружины концы в размер 95 мм. Для этого выберем плоскость Спереди (Front) и начертим эскиз выдерживая размер 95 мм, как представлено на рисунке 4.

Далее необходимо поджать несколько витков пружины с каждого конца. Для этого разверните первый элемент в дереве построения Вытянуть по траектории кликните правой клавишей на элемент Спираль и выберите команду Редактировать определение. В появившихся свойствах спирали выберите Переменный шаг и введите следующие параметры (рисунок 5). Смысл в поджатии витков такой, что мы искусственно уменьшаем шаг спирали первого и последнего витков. Параметры области для различных видов спиралей будут отличаться. После завершения команды получается пружина сжатия полностью соответствующая ГОСТ 13165-67 «Пружины сжатия для станочных приспособлений». Получившаяся пружина представлена на рисунке 6.

Скачать модель данной пружины можно в нашем архиве 3d-моделей solidworks.

Источник

Операции с деталями в сборках в SolidWorks

SolidWorks — аналог Российского Компаса, который представляет из себя программный комплекс для твердотельного моделирования изделий с последующим их отображением на чертежах. В текущей статье будут рассматриваться темы про операции с деталями в сборках в SolidWorks.

Как добавить деталь в сборку SolidWorks?

Многие инженеры, которые начинают постигать азы программного комплекса SolidWorks зачастую путаются в элементах интерфейса программы и с ходу не могут найти функционал того, как добавить деталь в сборку SolidWorks.

Чтобы добавить деталь или другую сборку в иную сборку, нужно перейти на ленту инструментов «Сборка» — «Вставить компоненты» (рис. 1). В дереве параметров откроется новое окно настроек для выбора вставляемой единицы, в котором есть перечень открытых моделей и кнопка «Обзор», чтобы выбрать с диска интересующее изделие (рис. 2). При нажатии на выбранное изделие, его отображение появится в рабочем поле модели, после чего его необходимо вставить в него с помощью щелчка мыши (рис. 3).

После этого в дерево построения сборки поместится вставленное изделие, которое можно будет облагать связями и располагать в пространстве так, как необходимо.

Как повернуть деталь в сборке SolidWorks?

Вставленную деталь можно как угодно располагать в пространстве, если на нее еще не наложены связи. Чтобы повернуть деталь в сборке SolidWorks нужно нажать на нее правой кнопкой в рабочем поле модели и выбрать «Переместить с системой координат» (рис. 4). После этого в центре масс вставленной детали появится инструмент для манипуляции его в пространстве: направляющие стрелки и четверти окружностей. Чтобы повернуть деталь, нужно потянуть за четверти окружностей до необходимого угла (рис 5). Чтобы переместить деталь, нужно потянуть за стрелочки (рис. 6).

Благодаря таким изменениям положения тела в пространстве в дальнейшем будет гораздо удобнее правильно располагать связи для закрепления в исходной сборке. К слову, точку, из которой выходят стрелки для перемещения, можно зажать и перемещать. Таким образом изменится положение, относительно которой выполняются перемещения и вращения. Как видно, повернуть деталь в сборке SolidWorks не составляет большого труда.

Как заменить деталь в сборке SolidWorks?

Чтобы заменить деталь или подсборку, нужно выделить интересующий объект либо в экране моделирования, либо в дереве. Затем перейти «Файл» — «Заменить» (рис. 7), в дереве построения откроется новое окно параметров замены. В нем отражен перечень изделий, которые подлежат замене (голубой цвет на рис. 8), а так же перечень тех деталей или сборок, которые должны быть внедрены. Если такое изделие уже открыто в смежной вкладке, то оно уже отобразится в списке, а если такого нет, то найти искомое можно на диске, выбрав кнопку «Обзор». Чтобы заменить деталь в сборке SolidWorks нужно дальше нажать на зеленую галочку.

В случае, если программе не удастся подобрать аналогично настроенные связи, то их придется переназначить или вовсе удалить, а потом назначить заново.

Как переименовать деталь в сборке SolidWorks?

Чтобы переименовать деталь в сборке SolidWorks нужно последовательно два раза нажать на детали, сборке в дереве построения или щелкнуть правой кнопкой мыши и выбрать «Переименовать». После этого произвести изменения так же, как в проводнике Windows (рис. 9).

В случае, если переименовать не получается, то эту возможность нужно включить. Для этого надо перейти в «Инструменты» — «Параметры» — вкладка «Настройки пользователя» — «FeatureManager» — выбрать галочку «Разрешить переименование файлов компонентов в дереве FeatureManager» — ОК (рис. 10).

Как зафиксировать деталь в сборке SolidWorks?

Чтобы зафиксировать деталь в сборке SolidWorks, нужно выбрать ее или подсборку в поле модели или в дереве построения, щелкнуть правой кнопкой мыши и выбрать «Зафиксированный» (рис. 11). В этом случае изделие невозможно будет ни переместить, ни повернуть, даже задав связи.

Как сохранить сборку как деталь в SolidWorks?

Таким образом, операции с деталями в сборках в SolidWorks не составляют большой сложности.

Источник

Сварные соединения в SOLIDWORKS Simulation

Дополнительный модуль SOLIDWORKS Simulation позволяет проводить инженерные расчеты в деталях и сборках. В этой статье мы рассмотрим реализацию сварных соединений на примере небольшой части трубопровода.

Постановка задачи

Нам необходимо создать три твердотельных тела (рис. 1).

Рис.1

Создаем новое исследование, выбираем Статический анализ.

Затем заходим во вкладку Детали. Здесь представлены три элемента, два из которых имеют значки, означающие твердотельный элемент, и один значок, означающий оболочку (рис. 2).

Рис.2

Если щелкнем правой кнопкой мыши по этим оболочечным деталям и выберем Рассматривать как твердое тело, значок поменяется на твердотельный элемент, как и сама деталь (рис. 3).

Рис.3

Рядом с деталями расположены значки треугольников, которые показывают порядок элементов (рис. 4).

Рис.4

Их кромки немного кривые. Это означает, что будет строиться сетка 2-го порядка (высококачественная сетка). Если щелкнуть правой кнопкой мыши по детали и выбрать Применить сетку чернового качества, значок изменится на треугольник с прямыми кромками (рис. 5).

Рис.5

Сетка элементов в данном случае станет 1-го порядка. Это значит, что сеточные элементы не будут иметь промежуточного узла и все элементы могут перемещаться и деформироваться, но не могут изменять свои стенки и ребра, то есть не изгибаются. Вернем сетку 2-го порядка.

Затем для примера преобразуем верхнюю деталь в оболочку. Это можно сделать двумя способами. Первый способ – воспользоваться вкладкой Менеджер оболочки, в которой выбираются необходимые тонкостенные детали или грани (рис. 6).

Рис.6

Второй способ – использование функции Определить оболочку выбранными гранями. Устанавливаем тип Тонкая и выбираем переднюю грань. Пока указываем тип без предварительного просмотра. Толщину по умолчанию оставляем в 1 мм (рис. 7).

Рис.7

Переходим во вкладку Смещения и видим, что выбрана Срединная поверхность. Если включить Полный предварительный просмотр, от выбранной грани в каждую сторону программа отложит по 0.5 мм. Поскольку нам нужна Нижняя поверхность, зададим значение толщины до 1.5 мм, чтобы достичь визуального соответствия (рис. 8).

Рис.8

Значок изменится с «твердотельного» на «оболочку» (рис. 9).

Рис.9

Теперь зададим одинаковый материал для всех элементов, для примера выберем оцинкованную сталь.

Следующий шаг – редактируем Глобальное взаимодействие, поскольку с версии 2021 года изменилась терминология контактов: теперь она логичней передает смысл оставшихся неизменными функций. Например, то, что раньше называлось Нет проникновения, сейчас носит название Контакт, а Проникновение допускается – Свободно. Таким образом, поскольку тип Связанные склеивает элементы, а Контакт не допускает проникновение, мы выбираем тип Свободно, когда проникновение допускается (рис. 10).

Рис.10

Это сделано, чтобы увидеть только сварочные контакты. Правда, если удалить Глобальное взаимодействие, результат будет тем же.

Граничные условия

Создаем сварной шов на границе оболочки и твердого тела. Выбираем грань на оболочке, при этом не забывая, что нужно выбирать именно ту поверхность, через которую раннее была создана оболочка. Других граней программа «не видит», так как для созданной оболочки их нет. После выбора второй грани на твердотельном элементе появится подсветка нужной нам кромки, где будет проходить сварочный шов. Оставляем все по умолчанию, лишь укажем размер шва в 0.8 мм (рис. 11).

Рис.11

Затем следует создать точечный шов. Для этого нужно указать две поверхности, которые будут свариваться. Выбираем две грани, между которыми будет построена в выбранных точках связь, как будто их уже проплавили и соединили. Если бы мы взяли внутренние грани, то прочность была бы ниже, потому что при этом толщина самого листового металла не участвовала бы. Указываем крайние точки прямоугольников. Диаметр точечного сварного шва будет равен 2.5 мм (рис. 12).

Рис.12

Теперь задаем крепления. Зафиксируем нижнюю грань листового метала и верхнюю кромку оболочки. Не забывайте, какую именно кромку оболочки нужно закреплять (там, где ранее создали оболочку), в противном случае будет возникать ошибка (рис. 13).

Рис.13

Задаем силу, выбираем внутреннюю грань центрального твердотельного элемента. Указываем направление, в качестве справочной геометрии выбираем грань, как изображено на рисунке, и параллельно выбранной плоскости задаем силу в 250 Н (рис. 14).

Рис.14

Следующий шаг – это формирование сетки. Создадим Элементы управления сеткой, выберем места, где могут быть ошибки – это скругления и грани, где находятся сварные соединения. Задаем плотность сетки Высокое (рис. 15).

Рис.15

Далее создаем сетку на основе кривизны (рис. 16).

Рис.16

Сетка построена, правда она не совсем корректна (рис. 17). Поскольку узлы сетки не совпадают, одна сетка получилась крупнее, чем другая. Но не будем заострять на этом внимание. Рассмотрение данной проблемы требует отдельной статьи.

Рис.17

Результаты

После запуска расчета взглянем на эпюру напряжения (рис. 18).

Рис.18

Напряжения не достигли предела текучести. На эпюре видно, что сварочный шов отработал хорошо: есть лишь некоторые локальные концентраторы напряжений. Точечные сварные швы должны тоже содержать локальные возмущения. Шкала деформации равна 25, значит реальная деформация была увеличена в 25 раз. Выберем точную шкалу и поставим единицу измерений на легенде МПа.

Рис.19

Видно, что максимальные напряжения находятся на креплениях. Сейчас лучше видны всплески напряжений в точечных сварных швах.

Вывод

Инженерный модуль SOLIDWORKS Simulation позволяет проводить расчеты на прочность, усталость и многое другое с помощью разных типов соединений. В этой статье мы рассмотрели сварные соединения.

Результаты максимальных напряжений показали, что концентраторы напряжений находятся в точечных сварных швах, представляющих собой точечные контакты. Математически они вводят сингулярность с бесконечными значениями напряжений. Поэтому дальнейшее уточнение сетки не приведет к более точному распределению напряжений. Точечные сварные швы могут быть использованы только для изучения глобальной деформации всего тела, что потребует детального их анализа.

Если вы предпочитаете изучать новый материал по видео, добро пожаловать на наш YouTube-канал «Школа SOLIDWORKS». Перейдя по ссылке, вы сможете посмотреть видеоролик, в котором мы учимся задавать сварные соединения в SOLIDWORKS Simulation.

Автор: Максим Салимов, технический специалист по SOLIDWORKS ГК CSoft

Нужно обучение с профессионалами? Переходите по ссылке и выбирайте курс.

Читайте другие наши статьи, посвященные SOLIDWORKS:

Источник