Лабораторная работа №6

Анализ напряженно-деформированного состояния вала, нагруженного однонаправленным поверхностным давлением

Постановка задачи:

Цилиндрический вал нагружен однонаправленной равномерно распределенной поверхностной нагрузкой. Диаметр оси – 40 мм, длина – 50 мм. Вследствие симметрии моделируется только одна ее половина. При решении используются твердотельный элемент Solid45 и элемент поверхностных нагрузок Surf154. В более ранних версиях программы последний может быть заменен на Surf22. Для двумерных задач соответственно могут быть использованы элементы Surf153 и Surf19. Пример предназначен для изучения методики решения задач подобного типа. С целью возможности решения на учебной версий используется грубое разбиение (483 элемента и 660 узлов).

Решение:

Строим трехмерную модель и разбиваем на конечные элементы

Рис.21 3D модель

Задаём граничные условия нагружения

Рис.22 нагружение системы

Просмотр результатов расчета – Постпроцессинг

Рис.23 Напряжения XZ

Рис.23 Напряжения в достроенной модели

Вывод: произвели анализ цилиндрического вала нагруженного однонаправленной равномерно распределенной поверхностной нагрузкой. Максимально напряжение составило 73825Па.

Лабораторная работа №7

Расчет ламинарного течения вязкой несжимаемой жидкости в каверне

Цель работы: произвести анализ ламинарного течения вязкой несжимаемой жидкости в каверне в ANSYS методом конечных элементов.

Решение:

Рис.24 Итерация

Рис.25 Результат расчёта линий тока

Рис.26 Поле скоростей

Вывод: произвели расчёт ламинарного течения вязкой несжимаемой жидкости в каверне. Полученные результаты сравнили с аналитическими, они совпали.

Лабораторная работа №8

Анализ напряженно-деформированного состояния системы “вал-втулка” при посадке с натягом

Цель работы: произвести анализ для нелинейной статической, контактной задачи. Определить напряженно-деформированное состояние системы “вал-втулка” при посадке с натягом.

Решение:

Вследствие симметрии для решения задачи моделируется только один сектор (90 градусов). Для наглядности и удобства визуальной оценки и контроля принимается преувеличенная величина изначального проникновения, материал при этом считается линейно упругим. Пример предназначен для изучения методики решения задач подобного типа. С целью возможности решения на всех типах учебных версий используется грубое разбиение (464 элемента и 576 узлов), вследствие чего эффекты концентрации напряжений в районе соприкосновения ребер втулки с валом не могут быть выявлены.

Строим геометрию, задаём материал, граничные условия, нагрузку и разбиваем на конечные элементы.

Рис.27 Модель

Производим расчёт

Рис. 28 Напряжения по Мезису

Вывод: провели в ANSYS анализ напряженно-деформированного состояния системы “вал-втулка” при посадке с натягом. Максимальное напряжение находится в зоне натяга и составляет