基于SolidWorks Simulation的震动分析

SolidWorks Simulation是一个与 SolidWorks完全集成的设计分析系统。SolidWorks Simulation 提供了单一屏幕解决方案来进行应力分析、频率分析、扭曲分析、热分析、优化分析、疲劳分析、线性动力分析、非线性动力分析、压力容器分析等。SolidWorks Simulation 凭借着快速解算器的强有力支持，使得您能够使用个人计算机快速解决大型问题。　　SolidWorks Simulation 节省了搜索最佳设计所需的时间和精力，可大大缩短产品上市时间。

通过SolidWorks Simulation做产品的震动分析，从而可以验证产品对于震动事件的响应情况。

如下图，是一个篮框。背面是由四个螺栓固定在篮板之上，在另一端是受到了灌篮人员的冲击力。如何去了解篮框对灌篮动作产生的冲击载荷的响应？SolidWorks Simulation就可以帮助我们简单的做到。

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由于这种冲击载荷是带来了篮框的震动，而震动与这个物体本身的频率有紧密的关系，所以在进行震动分析之前我们需要先进行下频率的分析。由于频率不是本节所要介绍的，所以这里就直接看分析后的频率结果，如下图：

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在SolidWorks Simulation中新建算例，选择“线性动力”模块下的模态时间历史。整个的灌篮动作是在很短的时间内完成，即篮框是在很短的时间内承受了力的快速施加和撤销，从而导致了篮框对于该时间内的一个冲击载荷的响应。所以选择模态时间历史。

为了体现以上篮框在很短的时间内承受了力的快速施加和撤销，在SolidWorks Simulation中添加力的情况下做如下图的设置：

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在0秒的时候，篮框受到最大的力260磅，然后这个力在该处持续了0.4995秒之后（灌篮后会人在篮框上有短暂的停留）从第0.5秒开始撤销，一直持续到第10秒都是不在受力。如下是整个的力随时间的曲线图。其中符号代表力的方向。

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篮框受到冲击载荷之后会做出震动的响应，之后由于受到空气和其它阻尼的作用会慢慢的停止震动，最终恢复原来静止的状态。为了模拟这个状态在SolidWorks simulation中可以设置阻尼，如下图：

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最后需要设置一下整个震动的从开始到静止所花费的时间。如下图：

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运行算例，可以查看分析后的响应结果，主要查看在灌篮动作下篮框上下的摆动的位移情况，如下图：

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响应图表清晰地描述了篮圈在灌篮过程中的振动情况。最大 UY 位移大约为 1.35 英寸（34.29 厘米）。环在结束（大约 0.32 秒）时会静止。 释放载荷后，篮圈自由振动直至大约 0.8 秒恢复初始位置。