2. Расчет напряженно-деформированного состояния.

Для учета наличия лопатки в диске, лопатка моделируется точечной массой. Эта масса привязана к рабочим поверхностям зубцов замка (рис. 9.7.).

Рис. 9.7. Положение точечной массы в расчетной модели.

Координаты точечной массы (0,3638; 7,325е-002; 2е-004) м, масса 169 гр., так как задача статическая, моментами инерции лопатки решено пренебречь.

Расчет напряженно-деформированного состояния диска произведен в модуле Static Structural. Конечноэлементная сетка (рис. 9.8.) неструктурированная состоит из гексагональных элементов. Сетка построена автоматическим сеткопостроителем. Настройки сеткопостроителя сведены в табл. 9.2.

Таблица 9.2.

Object Name	Mesh
State	Solved
Defaults
Physics Preference	Mechanical
Relevance	0
Sizing
Use Advanced Size Function	On: Proximity and Curvature
Relevance Center	Coarse
Initial Size Seed	Active Assembly
Smoothing	High
Transition	Fast
Span Angle Center	Coarse
Curvature Normal Angle	90,0 °
Proximity Accuracy	0,5
Num Cells Across Gap	4
Min Size	Default (1,5514e-004 m)
Proximity Min Size	Default (1,5514e-004 m)
Max Face Size	2,e-003 m
Max Size	Default (3,1027e-002 m)
Growth Rate	Default (1,850 )
Minimum Edge Length	2,618e-004 m
Inflation
Use Automatic Inflation	None
Inflation Option	Smooth Transition
Transition Ratio	0,272
Maximum Layers	5
Growth Rate	1,2
Inflation Algorithm	Pre
View Advanced Options	No
Patch Conforming Options
Triangle Surface Mesher	Program Controlled
Advanced
Shape Checking	Standard Mechanical
Element Midside Nodes	Program Controlled
Straight Sided Elements	No
Number of Retries	0
Extra Retries For Assembly	Yes
Rigid Body Behavior	Dimensionally Reduced
Mesh Morphing	Disabled
Defeaturing
Pinch Tolerance	Default (1,3962e-004 m)
Generate Pinch on Refresh	No
Automatic Mesh Based Defeaturing	On
Defeaturing Tolerance	Default (7,7568e-005 m)

Модель диска с наложенной конечноэлементной сеткой представлена на рис. 9.8.

Рис. 9.8. Модель диска с наложенной сеткой.

Количество узлов сетки равно 571113; количество элементов рано 157887.

Внешние нагрузки и закрепления представлены на рис. 9.9.

Рис. 9.9. Внешние нагрузки и закрепления.

Закрепления:

• Запрет перемещений поверхности E по оси Y. Все остальные степени свободы не закреплены.

• Запрет перемещений узлов на поверхностях B и С но нормали к этим поверхностям. Таким способам моделируется условие симметрии напряжений сектора диска.

Внешние нагрузки:

• Вращение вокруг оси Y с угловой скоростью рад/с.

• Поле температур из предыдущего расчета теплового состояния.

В результате проведения расчета получены распределения абсолютных деформаций (рис. 9.10 ), эквивалентных напряжений(рис. 9.11.), пластических деформаций(рис 9.12.).

Рис. 9.10. Абсолютные деформации диска.

Рис. 9.11. Эквивалентные напряжения.

Рис. 9.12. Пластические деформации.

Необходимо отметить, что пластические деформации не превышаю 0,4 %.

Максимальное значение эквивалентных напряжений составляет 864 МПа, в зоне, где температура не превышает 250^о С. Предел прочности материала при такой температуре МПа.

Запас прочности по разрушающим напряжениям можно рассчитать по формуле:

Согласно [3] запас прочности диска по разным оценкам составляет 1,3...1,8. Следовательно запас прочности диска ниже минимально допустимого значения, следовательно необходимо соответствующим образом скорректировать его конструкцию.