這艘船會漂浮在水上嗎?讓我們用SOLIDWORKS Simulation測試一下
我在 SOLIDWORKS 建造了一艘六米長的劃艇。我想知道使用 SOLIDWORKS 進(jìn)行仿真可以讓我們了解這艘船的多少信息,例如,他在不沉沒的情況下,最多可以容納多少人?...
我在?SOLIDWORKS?建造了一艘六米長的劃艇。我想知道使用?SOLIDWORKS?進(jìn)行仿真可以讓我們了解這艘船的多少信息,例如,他在不沉沒的情況下,最多可以容納多少人?
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去驗證這些其實非常簡單,我們需要的所有值都由SOLIDWORKS提供,多虧了阿基米德,我們知道浮力等于被置換的流體的重量。
M g = p V g
重力可以被抵消,因為它出現(xiàn)在兩側(cè),因此:
M = p V
海水的流體密度(1025kg/m3)和SOLIDWORKS內(nèi)的質(zhì)量特性可以計算出我們指定材料的空船的質(zhì)量。龍骨和木板由橡木制成,而內(nèi)部配件由柚木制成。
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這意味著V是唯一的未知值,因此重新排列方程式:
V = M / p
由計算可得空船將漂浮在排水量為0.1337 m3的位置。
我將使用迭代設(shè)計研究來測量船在吃水線下的體積。首先要做的是從模型中刪除不必要的實體,這意味著內(nèi)飾和所有乘客都會被刪除。然后,我使用“Intersect”工具在吃水線處剪切模型,只保留位于吃水線下方的實體。
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在研究設(shè)置期間,我添加了一個傳感器來測量這些身體的體積。如圖所示,這是一個非常簡單的設(shè)計研究設(shè)置。
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在每個連續(xù)場景中,相交處使用的平面移動100mm,傳感器都會進(jìn)行測量。
生成結(jié)果后,我可以創(chuàng)建一個圖表,說明船如何浮動:
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該圖顯示,在此情景中中,當(dāng)吃水線高于龍骨底部0.46m時,該船的最大排水量為1.16m3。圖右側(cè)的急劇下降處是水流過船上的武裝鯨,并將其裝滿水的時刻。在這種情況下,船很可能會沉沒(除非在非常淺的水域!)。
我在模型中添加了一些人,以查看船在水中的位置,并嘗試計算出這艘小艇的理想乘客人數(shù)。我預(yù)計吃水線會達(dá)到中間木板上的某個位置。越低則越不穩(wěn)定,越高則有沉沒風(fēng)險。

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船上三個85公斤的假人,總重量達(dá)到392公斤
通過在我們的方程中加入不同重量,我們可以很容易地使用SOLIDWORKS生成的圖表來測試哪個圖中吃水線最安全。最后得出,我們的最佳最大排水量為0.45 m3,由此推斷得出最大承重為461 Kg。
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如果我們減去船的初始重量,那么剩余的重量為將近3-4人
作者:Ben Pearson?