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

80920. Технология расчета цены в развитой экономике 52.11 KB
  Методы определения базовой цены. Цены подвергаются изменениям на рынке под воздействием спроса и предложения. Эластичность показывает в какой степени изменение цены влияет на величину спроса...
80921. Ценовая политика и стратегия предприятия 48.88 KB
  Цели ценовой политики. Политика цен жизненного цикла товара. Стратегии ценообразования. Цели ценовой политики Цена в условиях рыночной экономики один из важнейших факторов определяющих прибыльность предприятия.
80922. Особенности ценообразования в различных отраслях и сферах деятельности 47.56 KB
  Наиболее емким рынком в РФ является рынок продовольственных товаров. Своими размерами, количеством населения, широкими связями со странами СНГ и регионами мира РФ привлекательна для продавцов и производителей продовольственных товаров.
80923. Внешняя торговля и цены 74.66 KB
  Международное экономическое разделение труда в последние годы достигло невиданных в истории экономического развития масштабов, а мировая торговля становится господствующим фактором не только экономического, но и политического, общественного и культурного развития в мире
80924. Цены и их роль в национальной экономике 49.68 KB
  Одним из факторов, влияющих на уровень цен, являются издержки производства. Кроме них, серьезное влияние на цены оказывает полезность товара, благодаря которой товар приобретает статус блага и оказывается вовлеченным в круг интересов потребителей.
80925. Система цен. Классификация цен 48.61 KB
  Она состоит из различных элементов в качестве которых можно рассматривать как конкретные отдельные цены так и определенные группы цен объединяемых по различным признакам. Ведущую роль во всей системе цен играют цены на продукцию базовых отраслей промышленности. Тесная взаимосвязь и взаимозависимость цен входящих в единую систему обусловлена в основном двумя важными обстоятельствами: Все цены формируются на единой методологической основе которой являются законы стоимости предложения и спроса. В зависимости от характера обслуживаемого...
80926. Поняття наочного навчання. Класифікація наочності 31.77 KB
  На основі безпосереднього сприйняття предметів чи за допомогою зображень наочності у процесі навчання в учнів формуються образні уявлення і поняття про історичне минуле. Педагогічний словник визначає наочність як один із принципів навчання заснований на показі конкретних предметів процесів явищ. Під засобами навчання розуміють предмети прилади чи їх сукупність яка необхідна для здійснення чогонебудь.
80927. Дайте оцінку сучасним засобам навчання на уроках історії 35.54 KB
  Очевидно що одним із засобів розвитку особистості учня в цьому напрямі а також активізації пізнавальної мотивації учня на уроках історії є учбоводослідницька діяльність яка має включати в себе постановку творчих дослідницьких завдань і наукове поетапне їх вирішення. Формування дослідницьких вмінь на уроках історії можливо в процесі поєднання інтерактивних аудіовізуальних і мультимедійних технологій. Використання аудіовізуальних засобів на уроках історії практикується досить давно але раніше якість фотоаудіовідеоматеріалів їх нестача...