最近看到一个好玩的玩具,从视觉上来看,这个玩具有种反重力的感觉,实际上这个玩具是一个悬浮张拉自平衡机构。
下面,我们使用solidworks建模来看下这个机构的受力情况如何。
零件建模
按尺寸建立下面这个模型,模型绘制比较简单,一直使用拉伸命令即可。最后我们需要在绘制好的模型利用草图点建立5个基准点。
建立一个装配体模型,插入两个相同的模型,下面的模型固定,然后使用配合关系将上面的模型放置到下图位置处。
静力学分析
打开solidworks simulation 静应力分析功能,将零件的材料均设置为合金钢。
在这个装配体中由于零件和零件之间没有任何接触,在连接的设置中我们使用连杆接头连接两个零件,按下图使用连杆接头选择前面建立模型时创建好的基准点做为连杆接头的位置参考。这里一共设置了3个连杆接头。
在夹具中,我们将这个装配体的底面进行固定。
在载荷添加中添加一个方向竖直向下的引力载荷。
装配体模型的网格划分采用默认网格划分。
到这里这个静力学算例的基本设置就完成了,下一步我们开始静力学计算。
由于这个装配体上半部分的零件没有任何的约束,在计算的过程中会产生刚体位移导致无法求解,因此在静力学计算开始时需要对静应力分析进行设置,使用软弹簧使模型稳定,求解器使用Intel Direct Sparse。
计算开始后,由于顶部零件没有约束会出现一个对话框,我们选择否即可。
最后看下计算结果,下图为位移情况,上面的零件整体向右向下移动。
再来列举合力看一下前面添加的三根连杆的受力情况,中间的刚性连杆受力最大为3.89N。
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