2.3. Прочностной анализ колеса компрессора.
Импорт 3d – модели в ansys.
После создания 3D – модели в среде SolidWorks ее необходимо сохранить в файле, формат которого «понимает» ANSYS. Для этого производим следующие действия (в среде SolidWorks):
В меню Файл выбираем пункт Сохранить как… указываем имя файла латинскими буквами, в качестве формата указываем Parasolid Files (*.x_t) Сохранить.
Запускаем приложение ANSYS Interactive.
В меню File Import Para… Имя файла с расширением .x_t ОК.
Определение импортированной модели как объема.
В меню PlotCtrls Style Solid Model Facets… Normal Faceting OK.
В меню Plot Volumes.
П
олучаем
следующий вид рабочего стола:
Определение свойств твердотельной расчетной модели.
Н
а
рабочем столе в ANSYS
Main Menu
(все дальнейшие действия делаем в
этом меню) выбираем пункт Preferences
Structural
OK.
Задание типа элементов.
Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete в появившемся окне выбираем Add…
П
оявляется
окно библиотеки типов элементов, в
котором выбираем:
Solid 10node 92 OK. (можно выбрать двадцатиузловые элементы 20node 95).
Определение свойств материала.
Preprocessor Material props Material models
Указываем значение модуля упругости первого рода (Мпа) и коэффициента Пуассона для аллюминия:
Указываем плотность материала (кг/м*м*м):
Разбивка модели на конечные элементы.
Preprocessor Meshing Mesh tools Mesh (установка флажка в пункте Smart Size дает возможность регулировать размер элементов, тем самым увеличивать или уменьшать шаг конечно-элементной сетки, если флажок не установлен размер элементов выбирается автоматически).
Курсором указываем на любую точку 3D – модели, она выделяется красным цветом, а в появившемся окне Mesh Volumes нажимаем OK.
Получаем модель колеса компрессора в конечно-элементном виде.
Приложение нагрузок.
После определения типа элементов, свойств материала и разбивки на конечные элементы приступаем к наиболее важному этапу подготовки расчета – приложению нагрузок. От правильности действий на этом этапе в конечном итоге зависит результат всего расчета. К модели колеса компрессора прикладывается два вида нагрузок:
давление на втулке колеса, создаваемое прессовой посадкой с валом ТКР;
угловая скорость вращения колеса;
Задание величины давления от прессовой посадки.
Значение давления получается при подборе прессовой посадки (см. Л.П.Варламова, В.П.Тибанов «Методические указания к выполнению домашнего задания по разделу «Соединения» курса «Детали машин»»).
Preprocessor Loads Define loads Apply Structural Pressure On Areas
Курсором указываем две поверхности в отверстии втулки, которые выделяются красным цветом и нажимаем ОК в появившемся окне Apply PRES on Areas.
П
оявляется
окно, в котором указываем значение
давление (в данном примере Р = 20 МПа).
Задание значения угловой скорости вращения колеса
В результате
газодинамического расчета было получено
значение частоты вращения ротора ТКР,
берем это значение и по формуле
подсчитываем значение угловой скорости
(в данном примере
= 1000 1/с).
Preprocessor Loads Define loads Apply Structural Other Angular Velocity
В
появившемся окне Apply
Angular Velocity
указываем значение угловой скорости
относительно оси Х.
Наложение ограничений на степени свободы колеса.
Preprocessor Loads Define loads Apply Structural Displacement On Lines
Курсором указываем две линии (дуги) на передней и задней поверхности колеса, образующие отверстие во втулке и в появившемся окне Apply U, ROT On Lines нажимаем ОК.
