Постановка задач и результаты расчета

Рассмотрено несколько прочностных задач, с использованием программы Autodesk Simulation Multiphysics 2013.

Первая задача – изучение концентрации напряжений около отверстий в пластиках. Пластинки с отверстиями различной формы (круглые, овальные, треугольные, квадратные) подвергаются одноосному растяжению. Создается геометрическая модель в программе Autodesk Inventor 2015 или Autodesk Autocad 2015. Прочностной расчет проводится в программе Autodesk Simulation Multiphysics 2015. Характеристики модели: пластинки размером , материал: ASTM A36 Steel, bar (аналог Ст.3 сп. ГОСТ 14637), brick, противоположные боковые поверхности нагружены растягивающим поверхностным давлением 100 Па (рис.15).

Проводится статический прочностной расчет с линейными материалами. Получены картины распределения напряжений, их значения.

Наглядно представлена концентрация напряжений около отверстий. Эквивалентное напряжение достигает 206 Па около круглого отверстия и 162 Па около треугольного (рис.16).

 

а)

б)

Рис. 15. Модели пластинок с отверстиями круглой (а) и треугольной (б) формы, нагруженные растягивающим поверхностным давлением р=100 Па

а)

б)

Рис. 16. Распределение эквивалентных напряжений на пластинках с отверстиями круглой (а) и треугольной (б) формы, нагруженные растягивающим поверхностным давлением р=100 Па

Второй задачей является изучение распределения напряжений и деформаций в ступенчатом вале, жестко закрепленном с торца, нагруженном поперечной силой, осевой силой и крутящим моментом. На рис.17 показана модель ступенчатого вала, нагруженного поперечной силой.

 

 

Рис. 17. Модель ступенчатого вала, нагруженного поперечной силой

Проведенный расчет наглядно показывает распределение эквивалентных напряжений по поверхности вала (рис.18, а), по глубине (в разрезе) (рис.18, б) и деформации (рис. 19).

 

а)

б)

Рис. 18. Распределение эквивалентных напряжений на поверхности (а) и по глубине (б) ступенчатого вала, нагруженного поперечной силой

 

 

 

Рис. 19. Деформация ступенчатого вала

под действием поперечной силы

Третья, основная задача – «Моделирование напряженно-деформированного состояния цилиндра с поршнем, нагруженным внутренним давлением».

Целью данной работы является анализ напряжений и деформаций, возникающих в стенках цилиндра и определение максимального внутреннего давления , при котором возникает раздача цилиндра и его отрыв от поршня. Следует отметить, что в данной работе исследуется только один из факторов, влияющих на раздачу цилиндра – внутреннее давление .

Моделируемая конструкция строится как осесимметричная модель 2D. Она состоит из нескольких частей: основание цилиндра, стенки цилиндра, верхнее основание цилиндра, шток и поршень. Определяют закрепления, накладываются связи между частями и прикладывается нагрузка - внутреннее давление (рис. 20).

 

 

Рис. 20. Осесимметричная модель цилиндра с поршнем состоит из: основание цилиндра (зеленый цвет), стенки цилиндра с верхним основанием (красный цвет), шток (голубой цвет) и поршень (коричневый цвет)

После проведения расчета и визуализации получается картина распределения эквивалентных напряжений (рис. 21) и деформаций (рис.22).

 

 

Рис. 21. Распределение эквивалентных напряжений

 

 

Рис. 22. Деформация цилиндра

 

Проводится проверка по критерию прочности: .

При невыполнении критерия прочности уменьшаем внутреннее давление и определяем до тех пор, пока не будет выполняться критерий прочности.

Проводим расчет еще раз с корректированным .

На увеличенной области контакта поршня и стенки цилиндра видно, что цилиндр раздался и отошел от поршня. Анализ смещения узлов (52, 61, 59, 60, 101, 106, 107) позволяет определить величину зазора (рис. 23).

 

 

Рис. 23. Смещение узлов стенки цилиндра и поршня

 

Варьируя величиной внутреннего давления , находим такое , при котором зазор находится в допустимых пределах, и при этом выполнялся критерий прочности. Эта величина является максимально-допустимой для данного положения поршня.

 

 

Вопросы для самоконтроля

1. Какие задачи позволяет решить программа Autodesk Simulation Multiphysics.

2. Сформулировать задачу по определению местных напряжений около отверстий в плоских пластинах при одноосном напряженном состоянии. Результаты расчетов.

3. Сформулировать задачу по определению местных напряжений около галтелей, кольцевых канавок в ступенчатых валах при различных нагружениях. Результаты расчетов.

4. Сформулировать задачу по определению напряженно-деформированного состояния осесимметричных конструкций. Результаты расчетов.

5. Анализ напряженного состояния конструкции с помощью программы Autodesk Simulation Multiphysics. Результаты.

6. Анализ деформации конструкции конструкции с помощью программы Autodesk Simulation Multiphysics. Результаты.

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. Предмет и задачи дидактики
2. II. Предполагаемые союзники и их задачи
3. III. Целевые установки, задачи и направления обеспечения транспортной безопасности
4. Алгоритм решения задач линейного программирования с помощью Excel
5. Алгоритм решения задач ЛП графическим методом
6. Алгоритм решения транспортной задачи
7. Анализ подходов и методов решения задачи
8. Анализ современного состояния АПК в России: задачи и экономическая стратегия развития
9. Анализ состава задач по проектированию трудовых процессов и нормированию труда и возможностей их автоматизации.
10. БИЛЕТ 1. Цели, задачи и основные принципы православной педагогики. Сотериологический характер педагогических воззрений Святых Отцов Церкви
11. БИЛЕТ 9. Вопрос 2. Психолого-педагогические задачи процесса духовно-нравственного становления личности на этапе вхождения в мир (наследство, зачатие, внутриутробное развитие, роды, новорожденность).
12. Бухгалтерский учет: его задачи, функции и