基于SolidWorks的梁的彎曲變形仿真實驗設計

摘 要：應用機械設計軟件SolidWorks的COSMOSXpress工具對梁的彎曲變形進行仿真實驗，通過對梁進行有限元分析，直觀的驗證了梁發生彎曲變形時的應力分布與變形規律，為改進梁的結構和優化設計提供了簡便易行的有效手段。

關鍵詞：SolidWorks COSMOSXpress 仿真實驗 應力分析 有限元

中圖分類號：TH114 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（a）-0032-01

仿真是利用模型復現實際系統中發生的本質過程，并通過對模型的實驗來分析研究系統。仿真與數值計算、求解方法的區別在于它首先是一種實驗技術。仿真實驗與物理實驗相比，能夠極大縮短設計周期，降低設計成本，提高設計效率。借助計算機仿真對懸臂梁發生彎曲變形進行仿真實驗，既可以直觀的了解梁的應力分布與變形規律，還能在對其應力分析的基礎上進行結構改進和優化設計，為梁的彎曲變形研究提供了簡便可靠的有效手段。

1 仿真實驗設計思路

仿真的重要工具是計算機和仿真軟件。仿真的過程包括建立仿真模型和進行仿真實驗兩個主要步驟：即借助三維機械設計軟件SolidWorks進行建模，并應用其插件COSMOSXpress工具對模型進行應力分析，真實直觀再現梁的彎曲變形物理過程。

2 仿真實驗方法與步驟

2.1 三維建模

在三維機械設計軟件SolidWorks環境下建立懸臂梁的立體模型并指定材料（COS MOSXpress自帶材料庫，可以根據需要選擇），如普通碳鋼，截面自行設計采用工字型鋼（圖1）。

2.2 設定約束條件

懸臂梁一端受到固定端約束，固定端約束使懸臂梁不能產生任何方向的移動與轉動，受到的是空間力系的作用，自由度為零；……