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

16562. Исследование работы барьерного озонатора 154 KB
  Лабораторная работа № 2 Исследование работы барьерного озонатора 1. Цель работы Ознакомление с конструкцией барьерного озонатора принципом его работы и выходными параметрами. Исследование режимов работы барьерного озонатора определение концентрации о...
16563. Магнитно-импульсная обработка металлов 82 KB
  Лабораторная работа № 3 Магнитноимпульсная обработка металлов 1. Цель работы Ознакомление с принципом деформирования проводящих заготовок в импульсном магнитном поле с узлами и элементами установок для магнитноимпульсной обработки металлов а также ознако...
16564. Нанесение порошковых полимерных покрытий в камерах с электрическим кипящим слоем 66.5 KB
  Лабораторная работа № 4 Нанесение порошковых полимерных покрытий в камерах с электрическим кипящим слоем 1. Цель работы Ознакомление с технологией и устройствами для нанесения порошковых полимерных покрытий в электрическом поле. Изучение процесса нанесения ...
16565. Электросепарация 104.5 KB
  Лабораторная работа № 5 Электросепарация 1. Цель работы Изучение принципа работы электростатического сепаратораразделяющего материалы по проводимости. Экспериментальное изучение процесса электросепарации напримере конструкции наклонного пластин
16566. Исследование работы электрофильтра 135.5 KB
  Лабораторная работа № 6 Исследование работы электрофильтра 1. Цель работы Изучение принципа работы электрофильтра. Экспериментальное определение степени очистки воздуха от частиц аэрозоля. Ознакомление с конструкцией малогабаритного электрофильтра. ...
16567. Исследование работы нейтрализаторов статического электричества 67 KB
  Лабораторная работа № 7 Исследование работы нейтрализаторов статического электричества 1. Цель работы Экспериментальное определение эффективности работы пассивных индукционных и активных высоковольтных нейтрализаторов статического электричества. ...
16568. Электрография 71.5 KB
  Лабораторная работа № 8 Электрография 1. Цель работы Изучение и экспериментальное исследование работы узлов электрографических аппаратов. 2. Предварительные сведения Электрографический способ воспроизведения изображений один из прогрессивных и эффектив
16569. Изучение основ технологического применения озона 211.15 KB
  Лабораторная работа № 1 Изучение основ технологического применения озона Цель работы 1 Ознакомление с распространенными схемами технологического применения озона; 2 Исследование выходных характеристик генератора озона; 3 Изучение процесса растворения абсо
16570. Магнито-импульсная обработка металлов 1.08 MB
  Лабораторная работа №3 Магнитоимпульсная обработка металлов Цель работы: Ознакомление с принципом деформирования проводящих заготовок в импульсном магнитном поле с узлами и элементами установок для магнитоимпульсной обработки металлов а также ознакомление с м