SolidWorks Simulation 有限元分析实例练习(22):浮力计算

如何在SolidWorks中计算一个物体在水中的浮力?其实很简单。我们知道物体在水中受到的压力与深度是线性的关系,因此我们需要施加一个可以变化的载荷在物体上来模拟水压。

方法:

1.首先我们创建出如下图所示的模型高度为1m,沉入水中的深度为高度的一半,其他尺寸如下图所示。

2.创建一个分割线来作为水上和水下的分界线。

3。在分界线与模型的棱边交点处创建一个坐标系,如下图所示。

4.点击【工具】-【插件】,勾选SOLIDWORKS Simulation选项,启动Simulation模块。

5。设置模型的材料为ABS。

皇鼎彩票app6。添加夹具。为了完成静态分析,我们在模型上顶面添加固定几何体约束。点击夹具鼠标右键选择“固定几何体”。

7.施加载荷。模型约束好之后,我们需要向模型施加压力载荷。选择外部载荷,鼠标右键选择“压力”。

1)依次选择下图在水面以下的5个面。

2)在压强值中设置压强的单位为N/m^2,数值大小为1。

3)勾选非均匀分布选项。

4)选择步骤3创建的坐标系,设置单位为m。

5)点击“编辑方程式”。

我们知道水深的方向为+Z方向,压强与水深成线性关系,P=ρgh,ρ为水的密度(水的密度10^3kg/m^2),g为重力加速度,h为水深,因此输入下面的方程式:F(x,y,z)=9800*z。

施加压强后如下图所示,我们可以看到箭头的长度呈线性增加,说明压强是依次递增的。

8.划分网格。

9.运行分析。模型在水压作用下的应力云图如下图所示。

点击“结果”文件夹鼠标右键选择“列举合力”,在选项中勾选“反作用力”,选择模型的顶面,点击更新按钮,如下图所示。

我们可以看到模型顶部所受的反作用力大小即为模型所受到的浮力,浮力大小为3777N。

我们知道,物体所受的浮力大小就是物体排开水的重量,将模型在水面线以上的部分进行切除,剩下的模型体积就是排开水的体积,通过测量我们可知排开水的重量为385.42kg,即为3777N和仿真值相等。

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  • 本文由 发表于 2020年10月13日23:09:46
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