Лабораторная работа № 3 конечноэлементный анализ двутавровой балки
В данной модели проведем два исследования двутавровой балки. В первом случае мы будем использовать разбиение на примитивы оболочки, во втором — твердого тела.
Порядок работы:
О
ткроем
в SolidWorks
файл предварительно созданной
твердотельной модели двутавровой
балки. Для этого с помощью команды
открыть через стандартный диалог
открытия файла выберем требуемую модель
— рис. 38.
Рис. 38. Внешний вид модели
По аналогии с лабораторными работами № 1-2 создадим исследование статического типа. При настройке параметров исследования зададим «Сетка оболочки с использованием срединных поверхностей» (рис. 39).
Р
ис.
39. Задание параметров исследования
По аналогии с лабораторными работами № 1 - 2 выберем в качестве материала детали легированную сталь.
Зададим ограничения для детали. Показанную на рис. 40 грань необходимо зафиксировать по торцевой части модели.
Р
ис.
40. Задание ограничений для детали
Прикладываем действующие нагрузки к рабочей поверхности детали (рис. 41).
Рис. 41. Деталь с указанием нагрузок и ограничений
При настройке прилагаемой силы в диалоге выберем тип «Приложить нормальную силу» (рис. 42).
Р
ис.
42. Настройка параметров приложения силы
Разобьем деталь на конечные элементы. При разбиении зададим наивысшее качество, переместив ползунок в крайне правое положение (рис. 43).
Р
ис.
43. Настройка параметров
сетки
Результат разбиения показан на рис. 44.
Рис. 44. Разбиение модели на конечные элементы
Запустим выполнение анализа. По его завершению оценим диаграмму напряжений (пункт «Усилие сжатия») на различных поверхностях модели (рис. 45).
Р
ис.
45. Диаграмма напряжений
Сравниваем полученные результаты с параметрами материала детали. Подготавливаем выводы о работоспособности детали при расчитанных напряжениях.
Открываем диаграмму перемещение (рис 46). Исходя из назначения детали и условий ее работы делаем выводы о работоспособности детали при рассчитанной жесткости.
Р
ис.
46. Диаграма жесткости
модели
С помощью пункта «проверка построения» оцениваем коэффициент запаса почности модели (рис. 47).
Р
ис.
47. Графическое представление
проверки построения модели
Аналогично первому исследованию создадим исследование 2. В качестве сетки выберем сетку на твердом теле (рис. 48).
Р
ис.
48. Задание параметров исследования
С помощью команд копировать и вставить из контекстного меню (рис. 49) повторим параметры материала из первого расчета во второй.
Р
ис.
49. Копирование парметров
Аналогичным способом продублируем нагрузки и ограничения из первого исследования.
Создадим сетку на твердом теле. Результат показан на рис. 50.
Рис. 50. Сетка на твердом теле
З
апустим
выполнение анализа. По его завершению
оценим диаграмму напряжений (пункт
«Усилие сжатия») на различных поверхностях
модели (рис. 51).
Рис. 51. Диаграмма напряжений
Сравним полученные результаты с параметрами материала детали. Делаем выводы о работоспособности детали при расчитанных напряжениях.
Откроем диаграмму перемещений (рис. 52). Исходя из назначения детали и условий ее работы делаем выводы о работоспособности детали при рассчитанной жесткости.
Рис. 52. Диаграма жесткости модели
С
помощью пункта «проверка построения»
оцените коэффициент запаса почности
модели (рис.
53).
Рис.53. Графическое представление проверки построения модели
Оценка деформации исследуемой модели представлена на рис. 54. Для повышения наглядности используем анимацию изображения.
Рис. 54. Деформация модели
Отчет по лабораторной работе должен быть выполнен в электронном виде и содержать:
изображение рассчитываемой детали;
условия ее работы;
характеристики применяемых материалов;
обоснованные схемы нагрузок и граничных условий;
изображение конечно-элементной модели;
результаты расчета напряжений и перемещений;
анализ работоспособности модели и предложения по изменению ее конструкции с учетом коэффициента запаса прочности и жесткостных характеристик.
В качестве отчета по лабораторной работе запрещается использовать отчет, сформированный COSMOSWorks.