103

SOLIDWORKS
-
COSMOSWorks *Đ
ÀO CHI L
ĂNG
-
DCL*




Trình thuật Design Check sẽ giúp bạn kiểm tra độ an toàn của thiết kế.

X. Xem xét phân bố hệ số an toàn
Factor of Safety (FOS) trong mô hình:

1. Click dấu cộng cạnh thư mục Design Check. Biểu tượng Plot1 xuất hiện.

2. Double-click Plot1. Biểu đồ như minh họa dưới xuất hiện:




XI. Biểu đồ các vùng nguy hiểm trên chi tiết máy:

1. Click Design Check Wizard trên thanh công cụ COSMOSWorks Result Tools. Bảng thuộc
tính Design Check xuất hiện.

104

SOLIDWORKS
-
COSMOSWorks *Đ
ÀO CHI L
ĂNG
-
DCL*


2. Trong hộp Step 1 of 3, làm như sau:

a. Đặt Criterion là Max von Mises stress, Design Goal tương ứng xuất hiện. (Tiêu chuẩn kiểm
tra là ứng suất von Mises stress cực đại).

b. Click Next.

3. Trong hộp Step 2 of 3, làm như sau:

a. Chọn Yield strength dưới Set stress limit. Lưu ý rằng các tính chất đàn hồi của vật liệu làm
chi tiết và ứng suất von Mises đã được liệt kê trong đó. (Giới hạn bền được dùng để đánh giá là
giới hạn chảy của vật liệu).

b. Click Next.

4. Trong hộp Step 3 of 3, click Areas below factor of safety và đảm bảo rằng 1 xuất hiện trong
hộp giá trị. Hộp này ghi hệ số an toàn của mô hình dựa trên chỉ tiêu được chọn. (Để những vùng
có ứng suất lớn vượt giới hạn chảy sẽ hiển thị màu đỏ).


5. Click OK để đóng bảng thuộc tính Design Check. Các vùng có hệ số an toàn dưới 1 (không
an toàn) hiển thị với màu đỏ. Các vùng có hệ số an toàn cao hơn là màu xanh lơ.

Để nhìn rõ các vùng nguy hiểm, bạn có thể cần cho ẩn các ký hiệu ràng buộc và tải trọng. Right-
click thư mục Load/Restraint và chọn Hide All. Double-click Plot2 dưới Design Check để
hiển thị lại hệ số an toàn.


Tiện ích Report còn tạo ra các báo cáo có thể gửi bằng internet.

XII. Tạo một báo cáo:

1. Click Report trên thanh công cụ COSMOSWorks Result Tools. Hộp thoại Report xuất
hiện.

2. Trong hộp Settings for,kiểm mục bạn muốn đưa vào báo cáo và nhập thông tin liên quan vào
hộp Preview. Bạn có thể dấu logo của công ty trong báo cáo này.

105

SOLIDWORKS
-
COSMOSWorks *Đ
ÀO CHI L
ĂNG
-
DCL*


3. Để thay đổi nội dung một mục, click Set. Hộp thoại Set của mục đó xuất hiện.


4. Nhập thông tin thích hợp và click OK.

5. Làm lại các bước từ 2-4 cho các mục khác.

6. Trong Report file name, gõ Tutor1.

7. Kiểm Show report on OK, Automatically update all plots in JPEG files, và Print version.

8. Click OK. Báo cáo sẽ hiển thị trong trình duyệt web mặc định của bạn.

9. Để đóng cửa sổ báo cáo, click OK.

XIII. Lưu mô hình SolidWorks và thông tin phân tích trong tài liệu part:

Click File, Save.


Ràng buộc đối xứng với các mô hình Solid và Shell


Trong hình minh họa là một bình chịu áp tròn xoay. Do tính đối xứng trục, ta chỉ cần mô phỏng một múi
60°. Tất nhiên, ta cũng có thể mô phỏng một múi lớn hơn hoặc nhỏ hơn 60°.



Nếu mô phỏng cả mô hình, khi phân tích, chương trình sẽ tạo một lưới có rất nhiều phần tử nhỏ với kích
cỡ xấp xỉ chiều dày thành bình. Việc tính toán với số lượng phần tử quá lớn sẽ chiếm rất nhiều tài
nguyên của máy tính và kéo dài thời gian tính toán. Ngoài ra, điều này có thể làm rối loạn chương trình,
gây “treo máy” hoặc đưa ra kết quả thiếu chính xác. Bài này giới thiệu một số thủ thuật có thể giúp giảm

dung lượng tính toán nhưng vẫn cho kết quả đáng tin cậy:

• Chỉ phân tích một vùng đại diện của mô hình solid, bằng cách thiết lập các khống chế thích hợp
để dường như vẫn phân tích mô hình hoàn chỉnh.


106

SOLIDWORKS
-
COSMOSWorks *Đ
ÀO CHI L
ĂNG
-
DCL*

• Do tính chất “vỏ mỏng” của mô hình, ta sẽ sử dụng chức năng tạo lưới shell và năng lực tính
toán cho vỏ mỏng của phần mềm, kết hợp với các thiết lập khống chế thích hợp để phân tích một
phân khúc điển hình của mô hình. Kỹ thuật này giúp giảm khối lượng tính toán nhiều hơn nữa,
tất nhiên vẫn đảm bảo độ chính xác cần thiết.

Trong bài này, bạn sẽ học cách:
• Đặt các ràng buộc đối xứng cho mô hình solid
• Mô phỏng vỏ mỏng bằng các surface
• Đặt các ràng buộc đối xứng cho mô hình shell
A. Tạo một nghiên cứu tĩnh với lưới Solid

I. Tạo nghiên cứu:

1. Mở thư mục cài đặt SW\Examples\pressurevessel. SLDPRT).


2. Click nhãn COSMOSWorks Manager.

3. Tạo một nghiên cứu tĩnh với lưới solid.

4. Gán vật liệu Alloy Steel từ thư viện COSMOS Material cho mô hình.

II. Áp dụng các khống chế đối xứng

Bạn sẽ xác định các ràng buộc đối xứng trên những bề mặt đối xứng của mô hình:



1. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và chọn Restraints. Bảng thuộc tính
Restraint xuất hiện.

2. Đặt Type là Symmetry.

3. Click công cụ Filter Faces trên thanh công cụ Selection Filter.

107

SOLIDWORKS
-
COSMOSWorks *Đ
ÀO CHI L
ĂNG
-
DCL*



4. Trong vùng đồ họa, click hai bề mặt đối xứng như hình minh họa.



Face<1> và Face<2> xuất hiện trong hộp Planar Faces for Restraint .

5. Click OK .

III. Đặt áp suất bên trong

Bạn sẽ đặt một nội áp 200 psi lên bề mặt trong của bình.

1. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và click Pressure. Bảng thuộc tính
Pressure xuất hiện.

2. Dưới Pressure Type, click Normal to selected face.

3. Trong vùng đồ họa, click ba bề mặt như hình minh họa:



4. Dưới Pressure Value, đặt Units là English (IPS) rồi gõ 200 vào hộp Pressure Value .

5. Click OK.

IV. Cố định mô hình

Các ràng buộc đã xác định trên vẫn chưa cố định mô hình theo phương dọc trục. Bạn cần phải cố định
mô hình hoàn toàn.


108

SOLIDWORKS
-
COSMOSWorks *Đ
ÀO CHI L
ĂNG
-
DCL*


1. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và chọn Restraints. Bảng thuộc tính
Restraint xuất hiện.

2. Đặt Type là Fixed.

3. Trong vùng đồ họa, click đỉnh như hình minh họa dưới:



Vertex<1> xuất hiện trong hộp Faces, Edges, Vertices for Restraint.

4. Click OK.

V. Tạo lưới cho mô hình và chạy nghiên cứu

1. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Mesh và click Create. Bảng thuộc tính Mesh xuất hiện.

2. Click Options. Hộp thoại Options xuất hiện với nhãn Mesh được kích hoạt.


3. Làm như sau:

a. Chọn: High, Standard, 4 Points, Automatic transition, và Smooth surface. (Trong bài trước,
Automatic transition đã bị hủy kiểm).

b. Hủy Enable automatic looping for solids.

c. Click OK.

4. Chọn Run analysis after meshing để chạy nghiên cứu ngay sau khi tạo xong lưới.

5. Click OK để xác nhận mặc định Global Size và Tolerance.

VI. Xem ứng suất tương đương

1. Trên cây COSMOSWorks Manager, click dấu cộng cạnh thư mục Stress. Plot1 xuất hiện.

2. Right-click Plot1 và chọn Show. Biểu đồ ứng suất von Mises hiển thị.

3. Right-click Plot1 lần nữa và chọn Edit Definition. Bảng thuộc tính Stress Plot xuất hiện.

4. Trong hộp Display, đặt Units là psi. Click Defined dưới Deformed Shape và gõ 1 cho Scale Factor.

5. Click OK .

Biểu đồ ứng suất tương đương (von Mises) hiển thị:


109


SOLIDWORKS
-
COSMOSWorks *Đ
ÀO CHI L
ĂNG
-
DCL*



B. Tạo một nghiên cứu tĩnh với lưới Shell (Tiếp theo bài trên)


Bây giờ, bạn sẽ dùng tùy chọn Shell mesh using surfaces để giải bài này. Dùng tùy chọn này, bạn sẽ
chọn các bề mặt để tạo lưới shell và xác định chiều dày. Các bề mặt được chọn sẽ được dùng làm mặt
trung hòa của vỏ mỏng. Bạn có thể chọn các bề mặt trong hoặc ngoài để tạo các shell cho các mô hình
mỏng đều được (vì sai số chỉ là ½ chiều dày).

Trong bài này, các shell được tạo từ các bề mặt trong. Do vậy, bình mô phỏng sẽ hơi nhỏ hơn thực tế
một chút, ứng suất vì thế cũng sẽ hơi nhỏ hơn. Các kết quả này sẽ được so sánh với các kết quả của mô
hình chính xác ở cuối bài.

I. Tạo nghiên cứu

1. Tạo một nghiên cứu tĩnh. Chọn Shell mesh using surfaces dưới Mesh type.

2. Xác định các shell của mô hình như sau:

a. Right-click Shells và chọn Define By Selected Surfaces. Bảng thuộc tính Shell Definition xuất hiện.


b. Dưới Type, click Thin.

c. Trong vùng đồ họa, chọn ba bề mặt như hình minh họa.

d. Đặt đơn vị là in rồi gõ 0.5 vào Shell thickness.

3. Click OK. COSMOSWorks tạo một shell trong thư mục Shells.

4. Gán vật liệu Alloy Steel cho shell như sau:

a. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click thư mục Shells và chọn Apply Material to All.

b. Trong hộp thoại, chọn Material, chọn Alloy Steel từ thư viện COSMOS Materials và click OK.

110

SOLIDWORKS
-
COSMOSWorks *Đ
ÀO CHI L
ĂNG
-
DCL*


II. Đặt các ràng buộc đối xứng cho các cạnh Shell

Do các phần tử shell có các bậc tự do di chuyển và quay, bạn cần ràng buộc các cạnh của shell để
chúng không được quay quanh trục và bán kính, cũng không được di chuyển theo phương tiếp tuyến.


Trong hình minh họa, mũi tên đơn là dịch chuyển, các mũi tên kép là những chuyển động quay, chúng
cần được khống chế.

• Nếu cạnh shell quay quanh trục: góc múi (60 độ) sẽ bị thay đổi.
• Nếu cạnh shell quay quanh bán kính: đường sinh sẽ bị xiên và tạo ra mặt yên ngựa.
• Nếu cạnh shell di chuyển theo phương tiếp tuyến: vỏ sẽ bị lệch tâm.




1. Tạo một trục tâm trùng với tâm trụ.

2. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và chọn Restraints. Bảng thuộc tính
Restraint xuất hiện.

3. Đặt Type là Using reference geometry.

4. Click vào hộp Faces, Edges, Vertices for Restraint rồi chọn các cạnh của shell như hình minh họa.
Sáu cạnh này xuất hiện trong hộp danh sách.

Chắc chắn rằng chọn đúng các cạnh của
bề mặt trong của mô hình, là những bề mặt đã tạo ra shell.

111

SOLIDWORKS
-
COSMOSWorks *Đ
ÀO CHI L

ĂNG
-
DCL*



5. Click vào hộp Face, Edge, Plane, Axis for Direction, rồi click Axis1 trên cây FeatureManager bay ra.
Axis1 xuất hiện trong hộp này.

6. Dưới Translations, click Circumferential và chắc chắn rằng giá trị bằng 0.

7. Click OK.


III. Đặt áp suất lên các shell

Bạn sẽ đặt áp suất vuông góc lên các shell này.


1.Trên COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và click Pressure. Bảng thuộc tính
Pressure xuất hiện.


2.Dưới Pressure Type, click Normal to selected face.

3.Trong vùng đồ họa, click ba bề mặt như hình minh họa:

112

SOLIDWORKS

-
COSMOSWorks *Đ
ÀO CHI L
ĂNG
-
DCL*



4.Dưới Pressure Value, đặt Units là English (IPS) rồi gõ 200 vào hộp giá trị Pressure Value.

5.Click OK.

IV. Cố định mô hình shell

Cũng như đã làm với mô hình solid, bạn sẽ cố định một đỉnh trên mô hình shell để ngăn chuyển động dọc
trục.


1. Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/RestraintRestraints. Bảng thuộc tính Restraint
xuất hiện. và chọn


2. Đặt Type là Fixed.


3. Trong vùng đồ họa, click đỉnh trên như hình minh họa.


Vertex<1> xuất hiện trong hộp Faces, Edges, Vertices for Restraint.


4. Click OK.


Chạy nghiên cứu Shell

• Tạo lưới mô hình với cỡ phần tử và dung sai mặc định.
• Chạy nghiên cứu shell.
• Xem các ứng suất tương đương của các bề mặt shell phía ngoài (top):

113

SOLIDWORKS
-
COSMOSWorks *Đ
ÀO CHI L
ĂNG
-
DCL*




Xem các ứng suất tương đương của các bề mặt shell phía trong (bottom):





Khi xem các kết quả của mô hình shell, nhớ xem các kết quả trên cả bề mặt trong và mặt ngoài (trên và

dưới).


So sánh kết quả tính toán của các kiểu lưới khác nhau:

114

SOLIDWORKS
-
COSMOSWorks *Đ
ÀO CHI L
ĂNG
-
DCL*





Phân tích tĩnh học một tổ hợp

Cụm chi tiết như minh họa dưới:





Trong bài này, bạn sẽ biết cách:

• Sử dụng vật liệu của SolidWorks trong ứng dụng COSMOSWorks

• Đặt lực trực tiếp
• Chặn một thành phần trong tổ hợp để phân tích
• Liệt kê các phản lực
• Tùy biến màu sắc cho biểu đồ
• Tạo ra biểu đồ cắt
• Dùng công cụ clipping để kiểm soát biểu đồ cắt
• Xác định các kết quả tại các điểm bất kỳ trên biểu đồ cắt
Tạo một nghiên cứu tĩnh:

1. MởCrank.SLDASM (thư mục cài đặt\Examples\ Crank.SLDASM).

2. Click nhãn COSMOSWorks Manager .

3. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click biểu tược Crank và click Study.

4. Trong Bảng thuộc tính này, dưới Name:

a. Gõ Static-2.

b. Chọn Solid mesh trong Mesh type.

5. Dưới Type, click Static.

115

SOLIDWORKS
-
COSMOSWorks *Đ
ÀO CHI L
ĂNG

-
DCL*


6. Click OK . COSMOSWorks đã tạo ra nghiên cứu trong cây COSMOSWorks Manager.

Lưu ý rằng thư mục Solids trong cây COSMOSWorks Manager cho thấy vật liệu đã được tự động gán
cho các chi tiết máy.



Xem các thuộc tính vật liệu của một thành phần:

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, mở rộng CrankPulley. Lưu ý vật liệu của nó (-[SW]Gray Cast
Iron-). [SW] là nguồn vật liệu và Gray Cast Iron là tên của vật liệu này.

2. Right-click Body 1 dưới CrankPulley và chọn Apply/Edit Material. Hộp thoại Material mở ra.

3. Dưới Material Properties, chọn English (IPS) cho Units để thay hệ đơn vị bạn muốn xem các thuộc
tính vật liệu. COSMOSWorks hiển thị tên vật liệu gán cho chi tiết máy trong hộp Name và liệt kê các tính
chất vật lý trong bảng.

4. Click OK.

Bạn sẽ cố định mặt ngoài của pulley.

Cố định mặt ngoài của pulley:

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và click Restraints. Bảng thuộc tính
Restraint xuất hiện.


2. Dưới Type, chọn Immovable (No translation).

3. Trong vùng đồ họa, chọn mặt trụ ngoài của pulley như minh họa. Face<1> xuất hiện trong hộp Faces,
Edges, Vertices for Restraint.


116

SOLIDWORKS
-
COSMOSWorks *Đ
ÀO CHI L
ĂNG
-
DCL*



4. Click OK .

Bạn sẽ đặt lực 200 lb lên bề mặt của bàn đạp bên phải.

Đặt lực lên bề mặt của bàn đạp bên phải:

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và click Force. Bảng thuộc tính Force
xuất hiện.

2. Dưới Type, click Apply force/moment.


3. Click vào hộp Faces, Edges, Vertices for Force rồi click bề mặt của chốt CrankArm như minh họa.

4. Click vào hộp Face, Edge, Plane, Axis for Direction , rồi chọn Plane1 của assembly từ cây Feature
Manager bay ra.

5. Dưới Under Units , chọn English (IPS).

6. Dưới Force (Per entity):

a. Click Along plane Dir 1.

b. Gõ 200 là cường độ lực.

c. Chọn Reverse direction.

d. Hủy Normal to plane .

7. Click OK . COSMOSWorks đã đặt một lực 200 lb trên bề mặt được chọn, xem minh họa:


117

SOLIDWORKS
-
COSMOSWorks *Đ
ÀO CHI L
ĂNG
-
DCL*




Theo mặc định, COSMOSWorks giả thiết các chi tiết được gắn chặt với nhau tại các bề mặt tiếp xúc.
Kiểu tiếp xúc mặc định này xuất hiện cạnh biểu tượng Contact/Gaps là (-Global:Bonded-).

Tạo lưới cho tổ hợp:

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Mesh và chọn Create. Bảng thuộc tính Mesh xuất
hiện.

2. Để thiết lập các tùy chọn lưới, click Options. Hộp thoại Options xuất hiện.

3. Làm như sau:

• Chọn High, Standard, 4 Points, và Smooth surface.
• Hủy Automatic transition và Enable automatic looping for solids.
• Click OK.
4. Chọn Run analysis after meshing.

5. Click OK để xác nhận Global Size và Tolerance theo mặc định. Tiến trình tạo lưới bắt đầu. Khi kết
thúc, phân tích sẽ tự động chạy.



Xem ứng suất von Mises Stress:


118

SOLIDWORKS

-
COSMOSWorks *Đ
ÀO CHI L
ĂNG
-
DCL*

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Load\Restraint và click Hide All để ẩn các ký hiệu tải
và ràng buộc.

2. Click dấu cộng cạnh thư mục Stress. Plot1 xuất hiện.

3. Double-click Plot1. Biểu đồ ứng suất von Mises hiển thị.

4. Right-click biểu tượng Plot1 và chọn Edit Definition. Bảng thuộc tính Stress Plot xuất hiện.

5. Dưới Display, đặt Units là psi và click OK.

Biểu đồ ứng suất cho thấy chi tiết CrankPulley-1 có ứng suất thấp. sau đây, bạn sẽ chặn chi tiết
CrankPulley-1 này lại và chạy lại nghiên cứu.


Chặn chi tiết CrankPulley:

1. Click nhãn FeatureManager.

2. Trong cây thiết kế FeatureManager, right-click CrankPulley<1> và chọn Suppress. Một thông điệp
xuất hiện hỏi bạn có muốn lưu tài liệu CrankPulley trước khi đóng nó lại không. Click Yes để lưu.

3. Click nhãn COSMOSWorks Manager . Lưu ý cảnh báo trên cây COSMOS Manager.


4. Right-click Restraint-1 và chọn What's Wrong để xác định vùng cảnh báo rồi click Close. Restraint-1
có cảnh báo vì một bề mặt bị ràng buộc của CrankPulley đã bị mất.

5. Right-click Restraint-1 và chọn Delete. Click Yes để xác nhận. Cảnh báo vẫn còn vì lưới và các biểu
đồ chưa được cập nhật những thay đổi này.

Tổ hợp bây giờ chỉ còn như minh họa:


119

SOLIDWORKS
-
COSMOSWorks *Đ
ÀO CHI L
ĂNG
-
DCL*



Bạn sẽ cố định một bề mặt của chi tiết CrankArmAxle.

Cố định mô hình:

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và chọn Restraints. Bảng thuộc tính
Restraint xuất hiện.

2. Đặt Type là Immovable (No translation).


3. Trong vùng đồ họa, chọn bề mặt như minh họa dưới:


4. Click OK.

Một khi hình dạng mô hình đã có thay đổi, bạn phải tạo lưới lại.

Tạo lưới cho mô hình và chạy nghiên cứu:

1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click biểu tượng Mesh và chọn Create. Một thông điệp
cảnh báo rằng tạo lại lưới sẽ xóa bỏ toàn bộ các kết quả trước đó.

2. Click OK. Bảng thuộc tính Mesh xuất hiện.

3. Chọn Run analysis after meshing.