51060

Линейный структурный анализ

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Изменить назначение контактов: выбрать 4 поверхности контакта в дереве проекта и назначить тип контакта no seprtion остальные контакты оставить bonded 9 Назначить режим нагружения Выделить в дереве проекта Sttic Structurl Выделить поверхность канавки шкива ПКМ Insert Bering Lod Назначить...

Русский

2014-02-04

4.49 MB

1 чел.

Лабораторная работа № 3

Линейный структурный анализ

Цель работы:

Научиться выполнять линейный структурный анализ. Назначать материал детали, устанавливать нагрузки и  ограничения, выводить результаты расчета, работать с макросами.

1 Теория

Любой анализ (линейный структурный, тепловой, модальный и пр) включает 4 стадии, на которых рассматриваются различного рода задачи

Таблица 1 – Стадии линейного структурного анализа

Определение задачи

Выбор типа анализа (статический, динамический, модальный и пр)

Выбор модели (деталь или сборка)

Выбор типа элемента (оболочка или твердое тело)

Препроцессинг

Добавление модели

Задание свойств материала

Генерация сетки

Нагружение и закрепление конструкции

Выбор расчетных параметров

Расчет

Постпроцессинг

Просмотр результатов расчета

Проверка достоверности решения

Целью анализа является определение реакций системы возникающих от определенного типа возбуждения или нагрузки.

Для анализа  используется математическая модель:

- геометрическая модель CAD вместе с заданным нагружением представляет собой формализованную физическую модель

- конечно-элементная сетка является математическим представлением геометрической модели CAD

-точность расчетов зависит от следующих факторов:

  1.  Как качественно представлена физическая модель
  2.  Численная точность определяется плотностью сетки

2.1 Исходные данные

Проанализировать сборочный узел с предварительной нагрузкой на шкиве ременной передачи 100 Н. Проверить граничные условия:

- рабочее колесо не должно отклоняться больше чем 0.075мм с примененной загрузкой;

-допустимо использование пластмассового корпуса.

 

Предположим, что корпус насоса жестко фиксируется с остальной частью узла насоса. Чтобы смоделировать это, необходимо применить к поверхности  frictionless support.

Отверстия на крышке под болтовые соединения будут использоваться для моделирования контактов  frictionless surfaces

Сила  load 100 Н  используется на шкиве, чтобы моделировать нагружение  с диска. Load распределит силу по поверхности шкива только там, где происходит контакт шкива с поверхностью ремня.

2.2 Порядок выполнения работы

1 Открыть Workbench

2 Установить единицы измерения в системе СИ (kg, mm, s, C, mA, mV) и кликнуть «Display Values in Project Units»

3 Загрузить Static Structural.

4 Загрузить геометрию (файл “Pump_assy_3.stp”). Дважды щелкнуть по вкладке Model, чтобы запустить Mechanical

5  В Mechanical установить единицы измерения СИ (mm, kg, N, s, mV, mA)

6 Назначить материал детали Polyethylene в Engineering Data

7 Изменить материал корпуса насоса, назначить Polyethylene

8 Изменить назначение контактов:

- выбрать 4 поверхности контакта в дереве проекта и назначить тип контакта no separation

- остальные контакты оставить bonded

 

  

9 Назначить режим нагружения

Выделить в дереве проекта Static Structural

Выделить поверхность канавки шкива

ПКМ > Insert > Bearing Load

Назначить величину силы Components X = 100 N

 

10 Наложить ограничения

Выделить поверхность на корпусе насоса и назначить ПКМ > Insert > Frictionless Support

Выделить отверстия под болты и назначить ПКМ > Insert > Frictionless Support

 

Выделить отверстия можно используя макросы:

 a -выделить 1 отверстие;

b -выбрать  Tools > Run Macroа затем:

C:\Program Files\ANSYSInc\v130\AISOL\DesignSpace\DSPages\macros

C -в браузере выбрать selectBySize.js

 d -нажать Open

  

11 Выделить Analysis Settings. В окне Weak Springs поменять Program Controlled на Off.

 Из-за присутствия ограничений Frictionless Support инициируется использование во время решения эффекта упругости. Если известно, что модель полностью зафиксирована, можно отключить эту функцию. Перед отключением необходимо удостовериться, что происходит предотвращение движения твердого тела, иначе может получиться несходимость решения.

12 Решить модель Solve

13 Добавить просмотр результатов расчета. Выделить Solution.

Назначить просмотр напряжений. Выбрать Stresses > Equivalent (von-Mises) или ПКМ > Insert > Stress > Equivalent (von-Mises)

 Назначить просмотр деформаций Deformation > “Total Deformation

 Решить снова Solve

 Если добавить просмотр результатов после проведения  расчета, то результатов расчета не будет в базе данных. Для их просмотра требуется обновить результаты, без проведения нового расчета.

14 Результаты расчета

 
Для улучшения качества просмотра результатов, необходимо рассмотреть результаты расчетов применительно к отдельным элементам узла:

- выделить Solution и переключить фильтр выбора на режим тела (Body)

- выбрать рабочее колесо (part 2)

- установить просмотр напряжений

ПКМ > Insert > Stress > equivalent (von- Mises)

- повторить шаг, назначить Total Deformation  для части рабочего колеса

- повторить шаг, назначить контактные напряжения и полную деформацию корпусу насоса.

15 Для упрощения постобработки переименовать новые результаты:

16 Расчет Solve

17 Проанализировать результаты:

-удовлетворяет ли максимальная деформация рабочего колеса заложенным параметрам? (цель <0.075мм).

- какова величина максимальных растягивающих напряжений?

 

18 Сделать выводы по работе, оформить отчет

19 Ответить на вопросы

3 Вопросы для защиты лабораторной работы

  1.  Этапы проведения анализа.
  2.  Цель и задачи анализа
  3.  Задачи препроцессинга
  4.  Задачи постпроцессинга
  5.  Назначение математической модели
  6.  Установка единиц измерения в Workbench, в Mechanical 
  7.  Выбор и назначение материала в Engineering Data, в Mechanical
  8.  Изменение назначения контактов
  9.  Назначение режимов нагружения. Виды типов нагружения.
  10.  Назначение ограничений. Виды ограничений
  11.  Использование макросов
  12.  Просмотр результатов расчета. Виды результатов постпроцессинга.

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

52340. Суцвіття 550 KB
  Мета уроку: сформувати поняття суцвіттязнайомити учнів з функціями суцвіть розглянути їх будову і різноманітність; розвивати: вміння виділяти головне порівнюватиузагальнювати систематизувативміння розпізнавати суцвіття і тренувати їх у застосуванні набутих знань у нестандартних ситуаціях; виховувати: естетичні смаки учнів відповідальність за стан навколишнього середовища бережливе ставлення до природи. Обладнання: таблиці: Будова квітки Будова суцвіть Прості суцвіття Складні суцвіттякартки з кросвордом схемою та...
52341. Віруси 711.5 KB
  Вивчити будову класифікацію вірусів. Велика популярність персональних компютерів разом з розвитком мережі Інтернет сприяла появі великої кількості різних шкідливих програм вірусів. Постановка цілей і задач Мета: Ввести поняття €œВірус; Вивчити його будову; Класифікацію вірусів; Зясувати їх вплив на живу та неживу природу. Деякі віруси вносять також власні білки необхідні для її реалізації особливо це характерно для вірусів що містять негативні РНК.
52342. Прес-конференція «Різноманітність птахів» 71.5 KB
  Мета: розширити знання учнів про представників класу Птахи показати їх різноманітність особливості будови та способу життя пристосування до середовища; ознайомити з характерними ознаками представників надряду Безкілеві птахи та Пінгвіни з представниками кілегрудих фауни України; продовжувати розвивати комунікативні та соціальні компетентності учнів; виховувати свідоме ставлення до природи її багатств та її захисту. Птахи це диво Їх велика кількість. Птахи Хоча ви вже багато вивчили про птахів але коли ви почуєте це слово кожний...
52343. Фантазія і творчість у роботі архітекторів 4.35 MB
  Мета уроку: Розширити уявлення про дизайн, ознайомити з наукою біонікою та показати її значення в житті людей. Спонукати до пізнання законів природи, пошуку біонічних форм. Навчити створювати контурні замальовки спрощених природних форм.
52344. Охорона біосфери 163 KB
  Тема уроку Охорона біосфери Мета: закріпити знання про біосферу як екологічну систему іі складові основні її властивості узагальнити і розширити знання учнів про напрямки діяльності людини по охороні біосфери заповідний фонд України познайомити з концепцією сталого розвитку складовими екоцентричної та антропоцентричної структури свідомості; вдосконалювати навички порівнювати робити висновки; розвивати навички вирішувати екологічні ситуації самостійно готувати матеріал до уроку створювати мультимедійну...
52345. Вплив людини на стан біосфери 162.5 KB
  МЕТА: Освітня: Розвивати вміння знаходити взаємозвязки між діями й наслідками діяльності людини. Обладнання: Інтерактивна дошка слайди презентації фотографії з позитивним і негативними прикладами впливу людини на стан біосфери вірші про природу. Концепція уроку: Показати що діяльність людини стала провідним екологічним фактором на планеті й що зростання населення Землі призвело до демографичного вибуху перенаселеності й екологічних проблем; описати основні природні ресурси й наголосити на проблемі їхнього раціонального використання.
52346. Природные формы и явления. Выполнение творческой работы по представлению «Жар-птица» 407 KB
  Восприятие форм и цветных соотношений в природе. Воссоздание цветовых соотношений фактуры и текстуры в естественных формах в работе по воображению Жар-птица. Цель: Расширять знания о колорите палитре о теплых и холодных цветах цветовых ассоциациях; ознакомить с элементарными правилами рисования на компьютере. Развивать фантазию образное мышление чувство цвета умение передавать в колористической композиции чувства настроение фантазию образное мышление; уметь применять знания о цвете художественные техники и приемы...
52347. Обобщение темы «Птицы» 38.5 KB
  Цель: обобщить знания по теме Птицы проверить усвоение знаний об особенностях строения птиц раскрыть их значение в жизни природы и человека совершенствовать умения анализировать делать выводы работать с таблицами дополнительной литературой. Оборудование: таблица Птицы разных экологических групп таблица для Поля чудес сообщения детей Девиз: Птицы наши...