COSWORKS Tutorail 2.docx

COSWORKS Tutorail 2.docx

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COSWORKSTutorail2

第2课:

一个装配曲柄的分析

在这课中，我们将会分析下面的一个装配曲柄的子装配，这个子装配由下列4个部件组成（体）:

曲柄滑车（CrankPulley）,曲柄轴（CrankArmAxle）,和二个曲柄臂（TwoCrankArms）。

在这课中，您将会学习到:

⏹如何载入一个装配体，

⏹如何给装配体中的各个部件赋材料，

⏹建立一个频率分析研究项目，

⏹如何拷贝来自静态分析研究的材料、约束和载荷，

⏹如何观看频率分析结果。

载入装配

载入装配:

1启动SolidWorks。

2点文件,打开，打开的对话框出现。

3改变目录到COSMOS/Works的安装目录下的...\Examples。

4从文件列表中,选择装配体（Assembly）文件（*.asm;*.sldasm）。

5双击Crank.asm文件。

这个Crank装配体被打开。

✧如果您在SolidWorks菜单条中看不见COSMOS/Works菜单,点工具，插件，然后点COSMOS/Works检查框（checkbox）并点OK。

设定长度的单位:

1点工具,选择项。

系统选择项对话框打开。

2在文件属性表上,点单位。

3从线性单位菜单上选择英寸。

4点OK。

✧我们推荐您使用“文件,另存为”在定义一个研究之前把物体存为一个不同的名字以便您再一次能使用最初的文件。

在COSMOS/Works中能够简单方便地进行一个装配体的分析，在装配体的分析中，您能够根据自己的需要，给不同的物体赋给不同的材料。

启动COSMOS/Works管理:

在窗口的左下角点COSMOS/Works管理图标

。

建立一个静态的分析项目:

1在COSMOS/Works管理中,右键点击Crank图标并选择Study，Study对话框打开。

2点ADD按钮，StudyName对话框打开。

3在NewStudy栏位中，输入研究名称，例如：

Initial.

4在AnalysisType列表中,选择Static（默认）。

5在MeshType框中,点Solid按钮。

6点OK。

Studyname出现在Studies列表框中。

7点OK关闭Study对话框。

分配材料到每个组成物体

在装配环境中，组成装配体的每个物体都在Solids图标下。

您能分配一个不同的材料到每个物体,或一种材料到所有的物

体上。

分配一个材料到CrankArmAxle物体:

1在COSMOS/Works管理树中,右键点击Solids图标下的CrankArmAxle-1并选择Apply/EditMaterial（加/编辑材料）,材料的对话框出现。

2在材料对话框中,做如下工作：

●确定哪个库文件被选择。

●从跳出的菜单中选择Coswkmat.lib材料库文件。

●在钢的材料种类下选择StainlessSteel（ferritic）。

3从Type（类型）菜单中选择LinearElasticIsotropic（线性弹性各向同性）材料。

4点OK，COSMOS/Works将把所选材料赋给CrankArmAxle物体上。

分配材料到其它物体:

重复上面过程，赋材料GrayCastIron（灰口

铸铁）到CrankPulley-1物体上,赋材料AlloySt

-eel（合金钢）到CrankArm-1和CrankArm-2物

体上。

如果您的装配体中的大多数零件都是相同的材料,只有个别的物体是不同的材料，您可以应用如下的技巧来完成：

✧分配这个材料到所有的零配件。

右键点击Solids图标并选择ApplyMaterialtoAll应用材料到所有物体。

✧右键点击想赋不同材料的物体并选择Apply/EditMaterial进行修改材料。

施加载荷和约束

我们将会固定滑车的外部表面,并在踏板上施加总体坐标系统下的-X方向的力，如图所示。

固定滑车的外部表面:

1选择如图所示滑车外部的圆筒形的表面，图上的高亮度

面。

2右键点击Load/Restraints（载荷/约束）图标并选择Res

-traints（约束），这个Restraints对话框打开。

3从Type（类型）框,选择Immovable（NoTranslation）

固定的（没有平移）。

4点OK。

施加均布力到踏板上:

1选择踏板CrankArm-2圆柱的面，高亮显示。

2右键点击Load/Restraints（载荷/约束）图标并选择Force

（力）。

Force对话框打开。

3在Type框中,选择ApplyForce/Moment按钮。

4从Units（单位）菜单,选择English（IPS）。

5点AlongPlaneDir1选项。

6在Value栏位中,输入-200。

7点OK。

总力被施加上。

为装配体划分网格

为整个的装配体划分网格一次完成。

为装配体划分网格:

1右键点击Mesh图标并选择Create，Mesh对话框打开。

2设置网格参考，点Preferences按钮，Preferences对话框打开，

选择Mesh。

3在MeshQuality（网格质量）框中，选择High（高的）。

4在MeshControl（网格控制）框中，选择SmoothSurface（光滑表面）。

5在MeshType（网格类型）框中，选择Standard（标准的）。

6从JacobianCheck（雅可比）检查菜单确定4Point被选择。

7点OK，您将回到Mesh对话框。

8确认全局网格尺寸和容差为缺省值，点OK开始划分网格。

当网格划分结束时，在信息窗口上点OK按钮。

显示/隐藏网格:

1在COSMOS/Works管理树中,

右键点击Mesh（网格）图标并选择ShowMesh,

网格被显示在SolidWorks窗口中。

2再一次右键点击Mesh（网格）图标并选择

HideMesh来隐隐藏网格。

或者点COSMOS/Wo

-rks主工具条上的显示/隐藏按钮

。

3右键点击Mesh（网格）图标并选择Details

来显示网格的详细信息：

全局的单元尺寸

估计，容差，网格质量选项，节点和单元

总数。

运行静态分析

运行静态分析:

1右键点击Initial研究图标并点Run,开始进行分析，当分析结束时,您将会得到静态分析结束的信息。

2点OK。

可视化静态分析结果

可视化VonMises应力结果:

1在COSMOS/Works管理树中,

点Stress图标左边的（+）号，Plot1图标出现

在Stress中。

2双击Plot1图标，产生vonMises

应力绘图。

3改变应力的显示单位,右键点击Plot1图

标并选择EditDefinition，StressPlot

对话框打开。

4在属性图标上,从StressUnits单位选择psi。

5点OK。

产生应力动画:

1右键点击Plot1图标并选择Animate（动画制作）。

2存储动画到AVI文件，检查SaveasAVIFile框。

3点按钮

启动动画。

4点按钮

停止动画。

5关闭这个动画对话框。

为应力绘图建立您自己的颜色映射:

1右键点击Plot1图标并选择ColorMap。

ColorMap对话框打开。

2从下拉列表中选择UserDefine。

3在BaseColor中,输入您想要在绘图中

使用的颜色数目。

4要改变一个颜色,点它的颜色框,并选

择来自彩色调色板的一种颜色。

5点OK。

剖面绘图

产生一个剖面绘图:

1在COSMOS/Works管理树中,右键点击Stress并选择Define（定义）。

StressPlot对话框打开。

2从StressUnits菜单中点击Properties。

3点击Display。

4在PlotType框中点击Section。

5从FringeType的下拉列表中，点Filled,Tone。

6在No.ofSection栏位的号码中,指定截面数量，例如：

3。

7双击0Plane:

在切削工具列表框中选择一个切削工具，例如：

Cylinder（柱体）。

8对1Plane和2Plane重复步骤6。

9点OK，产生剖面绘图。

控制剖面绘图:

1双击Stress下的Plot2图标。

2右键点击Plot2并选择Clipping。

这个SectionClipping对话框打开。

3在UncutPart栏位中,选择Fringe。

4在切除方向栏位中,选择Both。

5点Sensitive。

6拖动滑动条来修改剖面的半径和中心。

7点OK。

矢量绘图

产生一个矢量图：

1在COSMOS/Works管理树中,右键点击Stress下的Define,StressPlot对话框打开。

2点Display。

3在PlotType框中点击Vector。

4从FringeType的下拉列表中，点Filled,Discrete。

5从Component（组成）的下拉列表中,点P1:

NormalStress（1stprincipal）。

6您能使用ZoomtoArea工具

来观察更清楚的矢量图。

为研究产生一个报告

产生一个研究报告:

1点COSMOS/Works，Report（报告）,或者右键点击Study下的Report图标并选择Add（增加）,Report对话框打开。

2在CoverPage（封面）栏中的适当的栏位中进入您的信息。

也可以把您公司的标识图象生成到报告中，点Browse（浏览）按钮,来确定图象位置，图象的文件可接受的格式是:

*.jpg、*.gif和*.bmp。

3点SaveallplotsasJPEGfiles按钮是用.JPG图像格式来存储所有生成的图象。

4在ReportFileName（报告文件名称）栏位中,为报告文件输入名字。

5在Settingsfor列表框中点您需要的章节就可以预览其内容。

6点Set按钮可以进入或修改它的内容，对应的Set对话框打开。

7指定您需要的信息或修改您需要的信息。

8点OK。

9对于其它章节，重复以上步骤2到5。

您能在适当的章节中插入bitmap（位图）图像、AVI动画和VRML文件。

10点OK。

本课到此结束。

第3课:

一个薄托架的分析（壳模型）

在这课中，您将会学习到:

⏹如何打开一个物体并建立一个静态分析

项目（壳模型），

⏹如何赋给物体材料，

⏹如何插入约束并压力载荷，

⏹如何给物体划分网格，

⏹如何运行静态分析，

⏹如何观察静态分析结果。

打开物体

打开物体:

1点文件,打开。

打开的对话框出

现。

2改变目录到COSMOS/Works的安装

目录下的...\Examples。

3从文件列表中,选择物体（Part）

文件（*.prt;*.sldprt）。

4双击sheet.prt文件,物体被打

开。

5确认SolidWorks顶部菜单条上有

COSMOS/Works菜单出现。

✧如果您在SolidWorks

菜单条中看不见COSMOS/Works菜单,点工具，插件，然后点COSMOS/Works复选框（checkbox）并点OK。

设定单位选择项:

1点工具,选择项。

系统选择项对话框打开。

2在文件属性表上,点单位。

3从线性单位菜单上选择英寸。

4点OK。

✧

我们推荐您使用“文件,另存为”在定义一个研究之前把物体存为一个不同的名字以便您再一次能使

用最初的文件。

在用COSMOS/Works做分析之前，我们将会依

比例0.1放缩物体。

依比例放缩物体:

1点插入，特征,比例放缩，比例放缩对话框

打开。

2在Type框中,About:

Centroid。

3确定Uniform打开。

4在比例因子栏位中,输入0.1。

5点OK。

模型按照指定的比例缩放。

为了要复原模型的正常视图,点View工具条上的Zoomtofit工具

。

建立一个静态分析的研究项目

COSMOS/Works在分析的第一步是要建立一个设计研究。

您能使用COSMOS/Works管理菜单系统来建立并管理研究项目。

我们将会使用COSMOS/Works管理树来处理所有的与设计有关的分析项目。

启动COSMOS/Works管理:

在窗口的左下角点COSMOS/Works管理图标。

建立一个静态的分析研究:

1右键点击Sheet物体图标并选择Study（研究）,Study对话框打开。

2点ADD（增加）按钮。

StudyName（研究名字）对话框打开。

3在NewStudy（新的研究）栏位中，输入研究名称，例如：

Shell.

4在AnalysisType（分析类型）列表中,选择Static（静态分析,默认）。

5在MeshType（网格类型）框中,点Shellusingmidsurfaces（以中面做网格）按钮。

6读信息并点OK.

7点OK。

Studyname（研究名称）

出现在Studies列表框中。

8点OK。

设定静态研究属性:

1右键点击Sheet研究图标并选择Properties（属性）,那么Static（静态分析）的对话框打开。

2在Solver（求解）框中,确定FFEPlus被选择。

3点OK。

✧注意FFE求解器不支持高阶壳单元，如果您选择了FFE，程序将自动地转换到FFEPlus求解器上来。

给物体赋材料

所赋材料来源于COSMOS/M材料库:

1右键点击Sheet图标下的Solids并选择Apply/EditMaterial（加/编辑材料）,材料的对话框出现。

2在材料对话框中,做如下工作：

●确定哪个库文件被选择。

●从跳出的菜单中选择Coswkmat.lib材料库文件。

●在钢的材料种类下选择AlloySteel（合金钢）。

3从Type（类型）菜单中选择LinearElasticIsotropic（线性弹性各向同性）材料。

4点OK。

5列出应用材料属性，右键点击Sheet图标并点Details（详细）。

插入载荷和边界条件

我们将固定三个孔，在底板上施加压力。

施加约束：

1选择任意一个孔的面，您能使用ZoomtoAr

-ea工具

来观察您所选择的孔。

2按下Ctrl键保持不动并选择其它孔的面。

3在COSMOS/Works管理树中,右键点击Load/R

-estraints（载荷/约束）图标并选择Restrain

-ts（约束），约束对话框打开。

✧注意在SelectedEntities框中

会列出被选择的面（face）、边（edge）和

角点（vertices）数，在本题中选择了3个面

（face）。

4从Type（类型）框,选择Fixed，设置了所

有的平移和转动自由度均为0。

✧Immovable选项只是设置平动自由

度为0。

5可选择的:

点Color按钮，改变约束符号的颜

色，彩色调色板打开，选择需要的颜色并点

OK。

✧当选择Immovable或Fixed的时候,

系统中Units选择项是没有意义的。

6点OK。

施加均布压力:

1选择如图所示模型上的面。

2在COSMOS/Works管理树中,右键点击Loa

-d/Restraints（载荷/约束）图标并选择Pre

-ssure（压力），Pressure对话框被打开。

3在Type框中,选择Normaltoselectedf

-ace按钮。

4在Distribution框中,确定Uniform被选择。

5从Unites（单位）菜单,选择English（IPS）。

6在Value（数值）栏位中,输入1.00以施加

1.000psi的压力。

✧虽然模型的长度单位是毫米，

但是您能选择任何其他的单位系统用来指

定压力。

7点OK。

压力被施加上。

划分物体网格

网格处理是为数字化求解准备模型的过程，网格的质量控制着结果的质量。

设定网格参考:

1右键点击Mesh图标并选择Preferences，

那么Preferences对话框打开，选择Mesh图标。

2在MeshQuality（网格质量）框中，选择High（高的）。

3在MeshControl（网格控制）框中，选择SmoothSurface（光滑表面）并关掉AutomaticTransition（自动过渡）选项。

4在MeshType（网格类型）框中，选择Standard（标准的）。

5从JacobianCheck（雅可比）检查菜单确定4Point被选择。

6点OK。

为物体划分网格:

1在COSMOS/Works管理树中,右键点击Mesh（网格）图标并选择Create（建立）。

网格对话框打开，并提供一个平均的单元尺寸和容差。

2点OK，网格处理窗口打开并开始划分网格，在划分网格完成之后，一个提示完成的信息窗口出现。

3点OK。

注意您的Mesh图标上出现了一个标记。

显示/隐藏网格:

1右键点击Mesh（网格）图标并选择ShowMesh,网格被显示在SolidWorks窗口中。

2再一次右键点击Mesh（网格）图标并选择HideMesh来隐藏网格。

3右键点击Mesh（网格）图标并选择Details来显示生成网格的详细信息。

翻转壳单元

一个壳单元，其应力在顶面和底面是不同的。

因此,在运行分析之前必须进行壳单元方向的调整是很重要的。

在划分网格完成之后，COSMOS/Works使您容易地识别壳单元的上下表面的情况。

在显示网格之后,在模型中顶面将会以阴暗颜色被显示，底面将会以网格参考对话框中填充颜色被显示。

借助着模型的视觉检验，您将会发现该模型中有二个面反了。

翻转壳单元:

1在图形区域中,选择如图所示的一个面之一。

2在COSMOS/Works管理中,右键点击Mesh图标并选择Flipshellelements，那么，壳单元方向将会被翻转。

3对另一个面重复1、2两步。

您现在可以准备运行分析了。

运行静态分析

运行静态分析:

1右键点击Shell研究图标并点Run,开始进行分析，当分析结束时,您将会得到静态分析结束的信息。

2点OK。

COSMOS/Works自动地在COSMOS/Works管理树上建立后处理图标。

对于静态分析，程序将建立应力、位移、应变、变形和设计检查的结果。

可视化静态分析结果

首先，让我们为静态分析结果生成标准的绘图。

VonMises应力绘图:

VonMises应力从各种不同方向应力分量中被计算出来。

在模型的顶面绘制VonMises应力图：

1在COSMOS/Works管理树中,点Stress图标左边的（+）号，Plot1图标出现。

2双击Plot1图标，生成VonMises应力图。

✧缺省的绘图总是在壳模型的上表面上被产生。

改变绘图的单位:

1右键点击Plot1图标并选择EditDefinition，StressPlot对话框打开。

2在Properties上，从Units菜单选择psi单位。

3点OK。

✧在缺省情况下，应力绘图是在变形基础上的绘图。

在模型的底面绘制VonMises应力图：

1在COSMOS/Works管理树中,点Stress下的Plot1图标并选择EditDefinition，则StressPlot图标出现。

2点击Display。

3在PlotType框中选择来自ShellFace下拉菜单的Bottom。

4确认缺省值并点OK。

产生应力动画:

1在COSMOS/Works管理树中,右键点击Stress下的Plot1图标并选择Animate，那么，Animation对话框打开。

2点Rightarrow按钮

启动动画。

3点square按钮

停止动画。

4关闭这个动画对话框。

✧您能使用SaveAsAVI选项把您的动画存储为一个AVI电影文件。

合成位移绘图

生成合成位移图：

1在COSMOS/Works管理树中,点Displacement图标左边的（+）号，Plot1图标出现在Displacement中。

2双击Plot1图标。

等效单元应变图

绘制等效单元应变图:

1在COSMOS/Works管理树中,点Strain图标左边的（+）号，Plot1图标出现。

2双击Plot1图标。

3在COSMOS/Works管理树中点Animate生成应变动画。

变形绘图

生成变形图:

1在COSMOS/Works管理树中,点Deformation图标左边的（+）号，Plot1图标出现在Deformation中。

2双击Plot1图标。

打印并储存绘图

打印一个绘图:

1在COSMOS/Works管理树中,双击需要打印的绘图图标。

2右键点击需要打印的绘图图标并选择Print，则Print对话框打开。

3点OK进行打印。

把一个绘图存储为VRML或BMP文件:

1在COSMOS/Works管理树中,双击您需要的绘图。

2右键点击需要的绘图并选择SaveAs，则SaveAs对话框打开。

3从SaveAsType下拉列表中，选择VRMLfiles（*.wrl）或Bitmapfiles（*.bmp）。

4设定要存储的文件路径和名称。

5点Save。

本课到此结束。