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

11892. Выбор типа камеры и условий съемки в зависимости от задачи исследования и характера исследуемого объекта 4.35 MB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 Выбор типа камеры и условий съемки в зависимости от задачи исследования и характера исследуемого объекта Рентгеновские камеры Рентгеновской камерой называют устройство позволяющее регистрировать на фотопленке рентгеновские максим
11893. Определение кальция методом стандартных добавок 443.5 KB
  Лабораторная работа №104 Определение кальция методом стандартных добавок. Краткое теоретическое введение: Фотометрия пламени вид эмиссионного спектрального анализа в котором источниками возбуждения спектров являются пламена различных видов: ацетиленвоздух...
11894. Определение фосфора (ортофосфатов) в виде фосформолибденованадиевой гетерополикислоты 204 KB
  Лабораторная работа №107 Определение фосфора ортофосфатов в виде фосформолибденованадиевой гетерополикислоты. Краткое теоретическое введение: Методы молекулярной спектрометрии позволяют наблюдать результаты взаимодействия электромагнитного излучения с мо...
11895. Титрование цинка (II) раствором ЭДТА в присутствии индикатора эриохрома черного Т. 244 KB
  Лабораторная работа №110 Титрование цинка II раствором ЭДТА в присутствии индикатора эриохрома черного Т. Краткое теоретическое введение: Методы молекулярной спектрометрии позволяют наблюдать результаты взаимодействия электромагнитного излучения с молекула
11896. Определение хлоридов в растворе 68 KB
  Лабораторная работа №113 Определение хлоридов в растворе. Краткое теоретическое введение: Фототурбидиметрия и фотонефелометрия основаны на явлении рассеяния света дисперсными системами суспензиями или золями получаемыми в результате аналитических реакций. П...
11897. Анализ очищенного рассола для производства хлора и каустической соды 138.5 KB
  Лабораторная работа №203 Анализ очищенного рассола для производства хлора и каустической соды Краткое теоретическое введение: Общая характеристика метода. В основе потенциометрии лежит зависимость равновесного электродного потенциала от активности концент
11898. Кулонометрическое титрование кислот 154.5 KB
  Лабораторная работа №211 Кулонометрическое титрование кислот Краткое теоретическое введение: Кулонометрия объединяет методы анализа основанные на измерении количества электричества израсходованного на электрохимические реакции приводящие к количественному ...
11899. Определение жидких хлорметанов в их смеси 295 KB
  Лабораторная работа №301 Определение жидких хлорметанов в их смеси. Краткое теоретическое введение: Достоинства метода газожидкостной хроматографии ГЖХ и газовой хроматографии в целом: 1 высокая разделительная способность и экспрессность процесса; 2 возможнос
11900. Определение СН3СООН, СН3СООNa, NaCl в их смеси 402 KB
  Лабораторная работа №304 Определение СН3СООН СН3СООNa NaCl в их смеси Краткое теоретическое введение: Общая характеристика метода Ионообменная хроматография метод разделения смесей основанный на распределении компонентов смеси между раствором и ионообменником...